Question

【題目】一輕質(zhì)細(xì)桿長(zhǎng)為2L，可繞固定于中點(diǎn)O的水平軸在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，桿兩端固定有形狀相同的小球1和2，它們的質(zhì)量均為m，電荷量分別為q和－q(q>0)，整個(gè)裝置放在如圖所示的、在豎直面內(nèi)關(guān)于過(guò)O軸的豎直線對(duì)稱的電場(chǎng)中。現(xiàn)將桿由水平位置靜止釋放，讓兩小球繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直線上A、B兩位置。設(shè)電勢(shì)差UBA=U，重力加速度大小為g，不考慮小球1、2間的庫(kù)侖力。則該過(guò)程中（ ）

A. 小球2受到的電場(chǎng)力減小

B. 小球1電勢(shì)能減少了Uq

C. 小球1、2的機(jī)械能總和增加了Uq－mgL

D. 小球1、2的動(dòng)能總和增加了Uq

Answer 1

【答案】D

【解析】桿由水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置的過(guò)程中，重力對(duì)系統(tǒng)做功為0，根據(jù)對(duì)稱知開(kāi)始時(shí)兩小球處于等勢(shì)面上，轉(zhuǎn)動(dòng)后，小球1所在位置電勢(shì)較低，電勢(shì)能減少，小球2所在位置電勢(shì)較高，根據(jù)等勢(shì)線與電場(chǎng)線的關(guān)系知道，小球2受到的電場(chǎng)力增大，小球2的電勢(shì)升高量大于小球1的電勢(shì)降低量，所以小球2的電勢(shì)能增加量大于，小球1電勢(shì)能減少量小于，系統(tǒng)重力勢(shì)能不變，動(dòng)能增加，根據(jù)能量守恒可知小球1、2的動(dòng)能總和增加量等于小球1、2的電勢(shì)能總和減小量，即為，故ABC錯(cuò)誤， D正確；

故選D。