Question

如图所示，光滑绝缘细杆AB，水平放置于被固定的带负电荷的小球的正上方，小球的电荷量为Q，可视为点电荷．a、b是水平细杆上的两点，且在以带负电小球为圆心的同一竖直圆周上．一个质量为m、电荷量为q的带正电的小圆环（可视为质点）套在细杆上，由a点静止释放，在小圆环由a点运动到b点的过程中，下列说法中正确的是 （ ）

A．小圆环所受库仑力的大小先增大后减小
B．小圆环的加速度先增大后减小
C．小圆环的动能先增大后减小
D．小圆环与负电荷组成的系统电势能先增大后减小

Answer

小圆环受到重力、支持力与库仑力，由于重力与支持力均不做功，仅在库仑引力作用下运动，库仑引力先做正功后做负功，则环的动能先增大后减小，而环与电荷组成的系统电势能先减小后增大；由于两者间距先变小后变大，则库仑力大小先增加后减小．
【解析】
A、小圆环沿光滑直杆运动，两者间距先减小后增大，由库仑定律可知，库仑力先增大后减小．故A正确；
B、小圆环沿光滑直杆运动，两者间距先减小后增大，由库仑定律可知，库仑力先增大后减小．而库仑力沿杆方向的分力提供合力，虽然库仑力先大后小，但其分力却是先变小后变大，则加速度也是先减小后增大．故B错误；
C、小圆环沿光滑直杆运动，库仑力与速度方向的夹角先小于90°后大于90°，则库仑力先做正功后做负功．所以小圆环的动能先增大后减小．故C正确；
D、小圆环沿光滑直杆运动，库仑力与速度方向的夹角先小于90°后大于90°，则库仑力先做正功后做负功．由于只有库仑力做功，所以小圆环的动能先增大后减小，则小圆环与负电荷组成的系统电势能先减小后增大．故D错误；
故选：ACD