Question

【題目】如圖所示，光滑絕緣細桿與水平方向的夾角為θ，帶正電的小球P固定在細桿下端，將另一穿在桿上的帶正電的小球Q從桿上某一位置A由靜止釋放，小球?qū)⒀貤U在A下方一定范圍內(nèi)運動，其運動區(qū)間的長度為l，動能最大時與P的距離為a，運動過程中總滿足兩小球的直徑遠小于二者間距離。在其它條件不變的情況下，只將桿與水平方向的夾角θ變大，則關(guān)于l和a的變化情況判斷正確的是

A. l減小，a增大

B. l增大，a減小

C. l減小，a減小

D. l增大，a增大

Answer 1

【答案】B

【解析】小球q下滑過程中，沿桿的方向受到重力的分力mgsinθ和庫侖力，兩力方向相反，根據(jù)庫侖定律知道，庫侖力逐漸增大，庫侖力先小于mgsinθ，后大于mgsinθ，q先做加速度減小的變加速運動，后做加速度增大的變減速運動，當(dāng)庫侖力與mgsinθ大小相等時速度最大，動能最大，則有，將桿與水平方向的夾角θ變大，a將減小；

設(shè)到達B點時速度恰好為零，根據(jù)動能定理得，將桿與水平方向的夾角θ變大，若AB的距離l不變，則有AB之間的電勢差增大，AB之間的電勢差增大時AB的距離l一定會增大，所以將桿與水平方向的夾角θ變大，AB的距離l會增大，故B正確，ACD錯誤；

故選B。