Question

如圖，水平放置的三塊帶孔的平行金屬板與一個直流電源相連，一個帶正電的液滴從A板上方M點處由靜止釋放，不計空氣阻力，設液滴電荷量不變．從釋放到到達B板小孔處為過程Ⅰ，在BC之間運動為過程Ⅱ，則（ ）

A．液滴一定能從C板小孔中穿出
B．過程Ⅰ中一定是重力勢能向電勢能和動能轉化
C．過程Ⅰ和過程Ⅱ系統機械能變化量大小相等
D．過程Ⅱ中一定是重力勢能向電勢能和動能轉化

Answer 1

【答案】分析：由圖知，AB間電勢差為U，CB間電勢差為-U，液滴從M到C，由動能定理列式求液滴到達C板小孔的速度，判斷A項正誤；
根據重力與電場力做功正負，分析重力勢能和電勢能的變化，判斷B項；
根據電場力做的總功，判斷機械能的變化；用與B項同樣的方法判斷D項．
解答：解：A、設MC之間的高度為H，A、B之間的電勢差為U，則CB間電勢差為-U，液滴從M到C板孔，由動能定理得
   mgH+qU-qU=
解得，v=，可知液滴一定能從C板小孔中穿出．故A正確．
B、過程Ⅰ中，電場力和重力都做正功，電勢能和重力勢能都減小，向動能轉化．故B錯誤．
C、由功能關系知，機械能的變化量取決于除重力以外的力所做的功，即電場力所做的功，在過程Ⅰ和過程Ⅱ中電場力做功分別為qU和-qU，電勢能的減小和增加大小均為qU，則兩個過程系統機械能變化量大小相等．故C正確．
D、過程Ⅱ中，重力做正功，電場力做負功，則重力勢能減小，電勢能增加，而動能的變化未知，故D錯誤．
故選AC
點評：本題應用動能定理分析液滴的運動情況，分析能量如何轉化是解決本題的關鍵．