問題詳情:
在中間位置有固定轉動軸的長2l輕質杆兩端固定兩完全相同的質量爲m、電荷量爲+q的小球1和2,裝置放在如圖所示的關於豎直線對稱的電場中,開始時杆在水平位置靜止.現給小球1一個豎直向上的速度,讓小球1、2繞轉動軸各自轉動到B、A位置,A、B間電勢差是U,小球1、2構成的系統動能減小量是( )
A. | 一定大於Uq | B. | 一定等於2(Uq+mgl) | |
C. | 一定小於Uq | D. | 一定大於Uq+mgl |
【回答】
考點:
電勢差與電場強度的關係;電勢差.
專題:
電場力與電勢的*質專題.
分析:
分析電場力和重力做功,根據動能定理求解系統動能減小量.電場力做功由公式W=qU和U=Ed定*分析.
解答:
解:杆由水平位置轉到豎直位置的過程中,重力對系統做功爲0;
根據對稱*知開始時兩個小球處於同一等勢面上,轉動後,小球1所在位置的電勢較低,電勢能減少,小球2所在位置的電勢較高,根據等勢面線電場線的關係知道,A、2間電勢差大於1、B間的電勢差,小球2的電勢升高量大於小球1電勢降低量,所以小球2的電勢能增加超過qU,系統的重力勢能未變,則動能減少,由能量守恆可知,系統動能減小量一定小於Uq.故C正確.
故選:C
點評:
本題關鍵要能正確分析小球能量如何轉化,運用W=qU和U=Ed定*分析兩球電勢能的變化關係,由能量守恆定律分析即可.
知識點:電勢能和電勢
題型:選擇題