Question

12．如圖所示，兩個相隔一定距離的同軸放置的分別帶有等量異種電荷的相同固定細導(dǎo)體圓環(huán)，O₁、O₂分別為兩環(huán)的圓心，一個質(zhì)子從很遠處沿軸線向左運動并先后穿過兩環(huán)．則在質(zhì)子運動的過程中（　�。�

• A． 在O₁和O₂處質(zhì)子的加速度大小相等且方向相反
• B． 在O₁和O₂連線的中點，質(zhì)子的動能最小
• C． 從O₁到O₂，質(zhì)子的電勢能一直增加
• D． 軸線上O₁點右側(cè)、O₂點左側(cè)都存在電場強度大小為零的點，且這兩點關(guān)于O₁、O₂連線的中點對稱

Answer 1

分析 在O₁點時，右環(huán)上電荷由于關(guān)于O₁對稱，所以其在O₁產(chǎn)生的電場強度為0，而-Q各點在O₁產(chǎn)生的場強水平向左，故質(zhì)子在O₁點所受電場力方向向左；要看電勢能如何變化就看電場力如何做功；如果合外力做正功，動能增大，合外力做負功，動能減�。桓鶕�(jù)E=$\frac{kQ}{{r}^{2}}$可知在O₁右側(cè)+Q產(chǎn)生的場強的先增大后減小且一直減小到0，而-Q的場強大多數(shù)情況下小于+Q產(chǎn)生的電場但場強卻不會為0．

解答 解：A、在O₁點時，右環(huán)上電荷由于關(guān)于O₁對稱，所以其在O₁產(chǎn)生的電場強度為0，而-Q各點在O₁產(chǎn)生的場強水平向左，故質(zhì)子在O₁點所受電場力方向向左，故加速度的方向水平向左；同理在O₂處質(zhì)子的加速度也向左；結(jié)合對稱性，在O₁和O₂處質(zhì)子的加速度大小也相等，故A錯誤；
BC、在質(zhì)子從O₁向O₂運動的過程中+Q對質(zhì)子的電場力向左，-Q對質(zhì)子的作用力方向也向左，故電場力對質(zhì)子始終做正功，故質(zhì)子的電勢能一直減小，動能一直增加，故B錯誤，C錯誤；
D、根據(jù)E=$\frac{kQ}{{r}^{2}}$可知在O₁右側(cè)+Q產(chǎn)生的場強的先增大后減小且一直減小到0，而-Q的場強大多數(shù)情況下小于+Q產(chǎn)生的電場但場強卻不會為0，故合場強為0的位置應(yīng)該在O₁的右側(cè)，同理O₂的左側(cè)也有場強為0的位置，而O₁和O₂之間場強始終大于0，由于兩個電荷的電荷量相同，故電場關(guān)于O₁、O₂的連線對稱，故D正確；
故選：D

點評 本題考查了電場的合成，解決這類題目的技巧是詳實的分析，仔細的計算，每個位置都不能漏過．場強是矢量，其運算利用平行四邊形定則．