Question

3．如图所示的xOy坐标系中，x轴上固定一个点电荷Q，y轴上固定一根光滑绝缘细杆（细杆的下端刚好在坐标原点D处），将一个套在杆上重力不计的带电圆环（视为质点）从杆上P处由静止释放，圆环从O处离开细杆后恰好绕点电荷Q做圆周运动．下列说法正确的是（　　）

• A． 圆环沿细杆从P运动到O的过程中，速度一直增大
• B． 圆环沿细杆从P运动到O的过程中，加速度一直增大
• C． 增大圆环所带的电荷量，其他条件不变，圆环从0处离开细杆后仍然能绕点电荷做圆周运动
• D． 增大电荷Q所带的电荷量，其他条件不变，圆环离开细杆时的速度将变大

Answer 1

分析 圆环运动过程中只有电场力做功，根据动能定理判断速度变化情况，根据牛顿第二定律判断加速度变化情况，结合离心运动的条件分析粒子是否做离心运动．

解答 解：A、圆环从P运动到O的过程中，只有库仑引力做正功，根据动能定理知，动能一直增大，则速度一直增大．故A正确．
B、圆环从P运动到O的过程中，受库仑引力，杆子的弹力，库仑引力沿杆子方向上的分力等于圆环的合力，滑到O点时，所受的合力为零，加速度为零．故B错误．
C、D、根据动能定理得，qU=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，根据牛顿第二定律得，k$\frac{Qq}{{r}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，联立解得k$\frac{Q}{{r}^{2}}$=$\frac{2U}{r}$，可知圆环仍然可以做圆周运动．若增大高度，知电势差U增大，库仑引力与所需向心力不等，不能做圆周运动．故C正确，D错误．
故选：AC．

点评 本题关键是明确明确粒子的受力情况和运动情况，要能够结合动能定理、牛顿第二定律和离心运动的条件分析，不难．