问题 选择题

如图所示,A、B两个带电小球的质量均为m,所带电量分别为+q和-q,两球间用绝缘细线连接,A球又用绝缘细线悬挂在天花板上,细线长均为L.现在两球所在的空间加上一方向向左的匀强电场,电场强度E=mgq,A、B两球最后会达到新的平衡位置,则在这个过程中,两个小球(  )

A.总重力势能减少了2-22mgL

B.总重力势能增加了22mgL

C.总电势能减少了2-22mgL

D.总电势能减少了22mgL

答案

用整体分析法:A、B之间绳的拉力和两球引力均为内力,不考虑.

而整体水平方向受的电场力为0(平衡),从竖直方向受力分析,可知:A绳始终是竖直的.也即A的重力势能不变.

用隔离法分析B,水平向右电场力F=qE=mg;

向下重力也是mg,对其受力分析根据平衡条件可知:B绳与水平成45度.

这时,B球位置升高△h=L-Lsin45=

2-
2
2
L.

所以总重力势能增加了

2-
2
2
mgL,故A、B错误.

由于B电荷向右移动了

2
2
L,所以电场力对B电荷做功为w=Fx=
2
2
mgL,

所以电势能减少了

2
2
mgL,故C错误,D正确.

故选D.

单项选择题 A1/A2型题
单项选择题