如圖,一個由絕緣材料做成的圓環(huán)水平放置,O為圓心,一帶電小珠P穿在圓環(huán)上,可沿圓環(huán)無摩擦的滑動。在圓環(huán)所在的水平面內(nèi)有兩個點電荷Q1、Q2分別位于A、B兩點,A點位于圓環(huán)內(nèi)、B點位于圓環(huán)外,O、A、B三點位于同一直線上。現(xiàn)給小珠P一初速度,P沿圓環(huán)做勻速圓周運動。則以下判斷正確的是
A.Q1與Q2為異種電荷
B.對于由Q1、Q2產(chǎn)生的電場,在圓環(huán)上電勢處處相等
C.對于由Q1、Q2產(chǎn)生的電場,在圓環(huán)上電場強度處處相等
D.小珠P運動過程中對圓環(huán)的彈力大小處處相等
【答案】AB
最初懷疑過題目中圓形等勢面的存在,但利用點電荷電勢的定義和數(shù)學(xué)知識不難證時這一等勢面的存在。只不過本題中的圓環(huán)的大小與位置不是任意的,而是A、B兩處所放置的點電荷形成的電場中的“零勢面”。其示意圖如下圖所示。
相關(guān)數(shù)學(xué)知識及推導(dǎo)
其它數(shù)學(xué)知識:
到兩定點之間的距離的和為定值的點的軌跡為橢圓
到兩定點之間的距離的差為定值的點的軌跡為雙曲線
到兩定點之間的距離的積為定值的點的軌跡為卡西尼卵形線
到兩定點之間的距離的比為定值的點的軌跡為圓(比為1時,為兩定點的中垂線)
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