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1和2,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1、2绕转动轴各自转动到B、A位置,A、B间电势差是U,小球1、2构成的系统动能减小量是( )
| A. | 一定大于 | B. | 一定等于2(Uq+mgl) |
| C. | 一定小于Uq | D. | 一定大于Uq+mgl |
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1和2,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1、2绕转动轴各自转动到B、A位置,A、B间电势差是U,小球1、2构成的系统动能减小量是( )
| A. | 一定大于 | B. | 一定等于2(Uq+mgl) |
| C. | 一定小于Uq | D. | 一定大于Uq+mgl |
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=qU和U=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,A、2间电势差大于1、B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=qU和U=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.