问题 问答题

[物理-选修]:

如图整个空间有水平向左的匀强电场,带电小球开始静止在光滑绝缘的水平支持面上,现用恒力水平向右拉它从A运动到B点,撤去拉力后小球经历相等的时间又由B回到A点,若取带点小球在A点的电势能为零,则:

A.向右运动过程中,在B的左边某一位置小球动能等于势能

B.向右运动过程中,在B的右边某一位置小球动能等于势能

C.向左运动过程中,在B的右边某一位置小球动能等于势能

D.向左运动过程中,在B的左边某一位置小球动能等于势能.

答案

设撤去恒力时小球速度大小为v1,到达A点的速度大小为v2,恒力大小为F1,电场力大小为F2,小球的质量为m.由题有

v1
2
t=-
-v2+v1
2
t
,得v2=2v1

根据动量定理得:(F1-F2)t=mv1,-F2t=m(-v2-v1),比较两式得,

F1:F2=4:3

A、在A到B的过程中,由动能定理得:(F1-F2)x=

1
3
F2x=EK,F2x=Ep,可见,在此过程中,动能小于电势能.故A错误.

B、在B到最右端的过程中,电场力继续做负功,动能减小,电势能增大,则动能小于电势能.故B错误.

C、根据对称性可知,从最右端到B的过程中,动能小于电势能.故C错误.

D、从B到A的过程中,动能增大,而电势能减小到零,则动能与电势能可以相等.故D正确.

故选D

选择题
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