在中间位置有固定转动轴的长2l轻质杆两端固定两完全相同的质量为m

在中间位置有固定转动轴的长2l轻质杆两端固定两完全相同的质量为m、电荷量为+q的小球12,装置放在如图所示的关于竖直线对称的电场中,开始时杆在水平位置静止.现给小球1一个竖直向上的速度,让小球12绕转动轴各自转动到BA位置,AB间电势差是U,小球12构成的系统动能减小量是(  )

 

A

一定大于Uq

B

一定等于2Uq+mgl

 

C

一定小于Uq

D

一定大于Uq+mgl

答案

考点

电势差与电场强度的关系;电势差.

专题

电场力与电势的性质专题.

分析:

分析电场力和重力做功,根据动能定理求解系统动能减小量.电场力做功由公式W=qUU=Ed定性分析.

解答:

解:杆由水平位置转到竖直位置的过程中,重力对系统做功为0

根据对称性知开始时两个小球处于同一等势面上,转动后,小球1所在位置的电势较低,电势能减少,小球2所在位置的电势较高,根据等势面线电场线的关系知道,A2间电势差大于1B间的电势差,小球2的电势升高量大于小球1电势降低量,所以小球2的电势能增加超过qU,系统的重力势能未变,则动能减少,由能量守恒可知,系统动能减小量一定小于Uq.故C正确.

故选:C

点评:

本题关键要能正确分析小球能量如何转化,运用W=qUU=Ed定性分析两球电势能的变化关系,由能量守恒定律分析即可.

 

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