Question

在中間位置有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的長(zhǎng)2l輕質(zhì)桿兩端固定兩完全相同的質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球1和2，裝置放在如圖所示的關(guān)于豎直線對(duì)稱的電場(chǎng)中，開始時(shí)桿在水平位置靜止．現(xiàn)給小球1一個(gè)豎直向上的速度，讓小球1、2繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸各自轉(zhuǎn)動(dòng)到B、A位置，A、B間電勢(shì)差是U，小球1、2構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)能減小量是（　�。�

• A、一定大于

  1

  2

  Uq
• B、一定等于2（Uq+mgl）
• C、一定小于Uq
• D、一定大于Uq+mgl

Answer 1

分析：分析電場(chǎng)力和重力做功，根據(jù)動(dòng)能定理求解系統(tǒng)動(dòng)能減小量．電場(chǎng)力做功由公式W=qU和U=Ed定性分析．

解答：解：桿由水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置的過程中，重力對(duì)系統(tǒng)做功為0；
根據(jù)對(duì)稱性知開始時(shí)兩個(gè)小球處于同一等勢(shì)面上，轉(zhuǎn)動(dòng)后，小球1所在位置的電勢(shì)較低，電勢(shì)能減少，小球2所在位置的電勢(shì)較高，根據(jù)等勢(shì)面線電場(chǎng)線的關(guān)系知道，A、2間電勢(shì)差大于1、B間的電勢(shì)差，小球2的電勢(shì)升高量大于小球1電勢(shì)降低量，所以小球2的電勢(shì)能增加超過

1

2

qU，系統(tǒng)的重力勢(shì)能未變，則動(dòng)能減少，由能量守恒可知，系統(tǒng)動(dòng)能減小量一定小于Uq．故C正確．
故選：C

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵要能正確分析小球能量如何轉(zhuǎn)化，運(yùn)用W=qU和U=Ed定性分析兩球電勢(shì)能的變化關(guān)系，由能量守恒定律分析即可．