Question

9．如图所示，两个固定的相同细圆环相距一定的距离，同轴平行放置，O₁、O₂分别为两环的圆心，两环分别带有均匀分布的等量异种电荷，一带正电的粒子从很远处沿轴线飞来并穿过两环，则（　　）

• A． 带电粒子在O₁和O₂点加速大小相等，方向向反
• B． 带电粒子从O₁运动到O₂，电势能一直增加
• C． 带电粒子在O₁和O₂连线中点动能最小
• D． 轴线上O₁点右侧，O₂点左侧都存在场强为零的点，它们关于O₁、O₂连线中点对称

Answer 1

分析 在O₁点时，右环上电荷由于关于O₁对称，所以其在O₁产生的电场强度为0，而-Q各点在O₁产生的场强水平向左，故+q在O₁点所受电场力方向向左；要看电势能如何变化就看电场力如何做功；如果合外力做正功，动能增大，合外力做负功，动能减小；根据E=k$\frac{Q}{{r}^{2}}$可知在O₁右侧+Q产生的场强的先增大后减小且一直减小到0，而-Q的场强大多数情况下小于+Q产生的电场但场强不会为0．

解答 解：A、在O₁点时，右环上电荷由于关于O₁对称，所以其在O₁产生的电场强度为0，而-Q各点在O₁产生的场强水平向左，故+q在O₁点所受电场力方向向左，故加速度的方向水平向左，同理可知O₂处场强方向也向左，故产生的加速度方向向左，所以带电粒子在O₁和O₂点加速大小相等，方向相同，故A错误．
B、在+q从O₁向O₂运动的过程中+Q对+q的电场力向左，-Q对+q的作用力方向也向左，故电场力对+q始终做正功，故+q的电势能一直减小．故B错误．
C、根据E=k$\frac{Q}{{r}^{2}}$可知在O₁右侧+Q产生的场强的先增大后减小且一直减小到0，而-Q的场强大多数情况下小于+Q产生的电场但场强却不会为0，故合场强为0的位置应该在O₁的右侧，而在合力为0之前合外力做负功，动能持续减小，之后合力做正功，动能增大，故动能最小的点在O₁的右侧，故C错误．
D、根据E=k$\frac{Q}{{r}^{2}}$可知在O₁右侧+Q产生的场强的先增大后减小且一直减小到0，而-Q的场强大多数情况下小于+Q产生的电场但场强却不会为0，故合场强为0的位置应该在O₁的右侧，同理O₂的左侧也有场强为0的位置，而O₁和O₂之间场强始终大于0，由于两个电荷的电荷量相同，故电场关于O₁、O₂的连线对称，故D正确．
故选：D．

点评 本题考查了电场的合成，解决这类题目的技巧是详实的分析，仔细的计算，每个位置都不能漏过．场强是矢量，其运算利用平行四边形定则．