Question

【題目】如圖， M、N兩點(diǎn)處于同一水平面，O為M、N連線的中點(diǎn)，過O點(diǎn)的豎直線上固定一根絕緣光滑細(xì)桿，桿上A、B兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱。第一種情況，在M、N兩點(diǎn)分別放置電量為+Q和-Q的等量異種點(diǎn)電荷，套在桿上帶正電的小金屬環(huán)從A點(diǎn)無初速釋放，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)；第二種情況，在M、N兩點(diǎn)分別放置電量為+Q的等量同種點(diǎn)電荷，該金屬環(huán)仍從A點(diǎn)無初速釋放，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)。則兩種情況中( )

A. 金屬環(huán)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度第一種情況較大

B. 金屬環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用的時(shí)間第一種情況較短

C. 金屬環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，動(dòng)能與重力勢(shì)能之和均保持不變

D. 金屬環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中（不含A、B兩點(diǎn)），在桿上相同位置的速度第一種情況較大

Answer 1

【答案】BD

【解析】等量異種電荷連線的中垂線是等勢(shì)線，帶電金屬環(huán)沿桿運(yùn)動(dòng)時(shí)電勢(shì)能不變，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，金屬環(huán)所受合力等于重力，做加速度等于重力加速度的勻加速直線運(yùn)動(dòng)；等量同種正電荷連線中垂線的中點(diǎn)電勢(shì)O最高，與中點(diǎn)O距離越遠(yuǎn)，電勢(shì)越低，A、B兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱，電勢(shì)相等，金屬環(huán)電勢(shì)能相等，重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，第一種情況與第二種情況在B點(diǎn)的速度相等，故A錯(cuò)誤；由于到B點(diǎn)前第二種情況的速度均比較小，所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間比較長(zhǎng)，故B正確；等高處重力勢(shì)能相等，但到B點(diǎn)前第二種情況的速度均較小，所以動(dòng)能與重力勢(shì)能之和第二種情況均較小，故C錯(cuò)誤；第二種情況中金屬環(huán)電場(chǎng)力先是阻力后是動(dòng)力，結(jié)合到B點(diǎn)時(shí)與第一種情況速度相等，故D正確，故選BD.