Question

11．如圖所示，豎直平面內有一固定的光滑橢圓大環(huán)，其長軸長BD=4L、短軸長AC=2L．勁度系數(shù)為k的輕彈簧上端固定在大環(huán)的中心0，下端連接一個質量為m、電荷量為q、可視為質點的小環(huán)，小環(huán)剛好套在大環(huán)上且與大環(huán)及彈簧絕緣，整個裝置處在水平向右的勻強電場中．將小環(huán)從 A點由靜止釋放，小環(huán)運動到B點時速度恰好為O．已知小環(huán)在A、B兩點時彈簧的形變量大小相等．則（　�。�

• A． 小環(huán)從A點運動到B點的過程中，小環(huán)的電勢能一直增大
• B． 小環(huán)從A點運動到B點的過程中，彈簧的彈性勢能一直先增大后減小
• C． 電場強度的大小E=$\frac{mg}{q}$
• D． 小環(huán)在A點時受到大環(huán)對它的彈力大小F=mg+$\frac{1}{2}$kL

Answer 1

分析 將小環(huán)從A點由靜止釋放，小環(huán)運動到B點時速度恰好為O．已知小環(huán)在A、B兩點時彈簧的形變量大小相等．故小環(huán)在A點時彈簧壓縮量為$\frac{1}{2}$L，在B點時彈簧伸長$\frac{1}{2}$L，然后分析個選項即可解決．

解答 解：A、小環(huán)從A點運動到B點的過程中，小環(huán)沿電場線方向水平運動2L，故小環(huán)的電勢能一直減小，故A錯誤；
B、小環(huán)從A點運動到B點的過程中，彈簧的彈性勢能先減小后增大，故B錯誤；
C、整個過程由能量守恒定律得，Eq•2L=mgL，得E=$\frac{mg}{2q}$，故C錯誤；
D、小環(huán)在A點時，彈簧壓縮$\frac{1}{2}$L，受到大環(huán)對它的彈力為mg+$\frac{1}{2}$kL，故D正確；
故選：D

點評 此題考查的是物體受力情況的分析，需要考慮電場力的情況，并運用到能量守恒定律，難度不大．