Question

一半径为R的均匀带正电圆环水平放置，环心为O点，质量为m的带正电的小球从O点正上方h高的A点静止释放，并穿过带电环，关于小球从A运动到与O对称的点A′的过程中，其加速度（a）、重力势能（Ep_G）、机械能（E）、电势能（E_p电）随位置变化的图象如图所示（取0点为坐标原点且重力势能为零，向下为加速度的正方向，并取无限远处电势为零）．其中可能正确的是:

Answer

ABC

【解析】

试题分析：由题意可知圆环中心的场强为零，无穷远处场强也为零，则小球从A到圆环中心的过程中，场强可能先增大后减小，则小球所受的电场力先增大后减小方向竖直向上，由牛顿第二定律得知，重力不变，则加速度可能先减小后增大；小球穿过圆环后，小球所受的电场力方向为竖直向下，加速度方向也向下，且为正值，根据对称性可知，电场力先增大后减小，则加速度先增大后减小．故A正确．小球从A到圆环中心的过程中，重力势能EpG =mgh，小球穿过圆环后，EpG =-mgh，根据数学知识可知，图象为一次函数所以B是可能的．故B正确．小球从A到圆环中心的过程中，电场力做负功，机械能的该变量与电场力做功值大小相等，故机械能减小，小球穿过圆环后，电场力做正功，机械能增大，故C正确；由于圆环所产生的是非匀强电场，小球下落的过程中，电场力做功与下落的高度之间是非线性关系，所以电势能变化与下落高度之间也是非线性关系，故D错误．所以ABC正确,AD错误。

考点：电势能、电势

【名师点睛】本题考查的是电场的分布情况，即相应的电场力做功。不易理解的是圆环所产生的场强随距离变化的关系．机械能要根据除重力以外的力做功情况，即电场力情况进行分析。具体是画出小球运动的示意图，通过分析小球受到的电场力可能的情况，来确定合力情况，再由牛顿第二定律分析加速度情况．由EP=mgh分析重力势能的变化情况．根据电场力做功情况，分析小球机械能的变化和电势能的变化情况．