Question

如图所示，在竖直平面内，一轻质绝缘弹簧上端固定在P点，下端与带电小圆环连接，带电小圆环套在半径为R的光滑绝缘大圆环上，大圆环的圆心O点固定一定带电小球，带电小圆环与带电小球均可看做点电荷，它们的电性相同切电量大小均为q，P点在O点的正上方，当把带电小圆环放在大圆环A、B位置时，带电小圆环均能保持平衡，且B点与O点在同一水平线上，带电小圆环在B位置平衡时，大圆环与带电小圆环之间刚好无相互作用力，已知∠APO=∠AOP=30°，静电力常量为k，则下列说法正确的是

A. 带电小圆环在A位置时弹簧一定处于压缩状态

B. 带电小圆环在A位置平衡时，大圆环与带电小圆环之间无弹力

C. 带电小圆环的重力为

D. 弹簧的劲度系数为

Answer

BD

【解析】在B位置，带带电小圆环受力分析可知： ,选项C错误；若弹簧给带电小圆环斜向下的弹力，不论有没有大圆环的弹力，带电小圆环都不可能平衡，故弹簧一定处于拉伸状态，选项A错误；对带电小圆环受力分析，假设两圆环之间的相互作用力为F，由平衡知识： ,解得F=0,即在A位置两圆环之间无相互作用力，选项B正确；由平衡条件可知，AB两位置的弹簧弹力分别为： , ，弹簧形变量为∆x=R，由胡克定律得弹簧的劲度系数为 ,选项D正确；故选BD.