Question

13．一根中點有固定轉(zhuǎn)動軸的輕質(zhì)桿長為2l，兩端固定完全相同的質(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)于豎直線對稱的電場中．開始時桿在水平位置靜止，現(xiàn)給小球1一個豎直向上的速度，讓小球1、2繞轉(zhuǎn)動軸各自轉(zhuǎn)動到B、A位置，A、B間電勢差是U，小球1、2構(gòu)成的系統(tǒng)動能減小量是（　�。�

• A． 一定小于Uq
• B． 一定等于2（Uq+mgl）
• C． 一定大于$\frac{1}{2}$Uq
• D． 一定大于Uq+mgl

Answer 1

分析 分析電場力和重力做功，根據(jù)動能定理求解系統(tǒng)動能減小量．電場力做功由公式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，重力對系統(tǒng)做功為0，根據(jù)對稱知開始時兩小球處于等勢面上，轉(zhuǎn)動后，小球1所在位置電勢較低，電勢能減少，小球2所在位置電勢較高，根據(jù)等勢線與電場線的關(guān)系知道，小球2的電勢升高量大于小球1的電勢降低量，所以小球2的電勢能增加超過$\frac{1}{2}$Uq，系統(tǒng)重力勢能未變，動能減少，但不知小球1的電勢能降低量的具體值，故選項B、C、D皆錯，故A正確．
故選：A

點評 本題關(guān)鍵要能正確分析小球能量如何轉(zhuǎn)化，運用W=qU和U=Ed定性分析兩球電勢能的變化關(guān)系，由能量守恒定律分析即可