Question

【題目】一根輕質桿長為2L，可繞固定于中點位置處的軸在豎直面內自由轉動，桿兩端固定有完全相同的小球1和小球2，它們的質量均為m，帶電荷量分別為+q和–q，整個裝置放在如圖所示的關于豎直線對稱的電場中。現將桿由水平位置靜止釋放，讓小球1、2繞軸轉動到豎直位置A、B兩點，設A、B間電勢差為，該過程中( )

A. 小球2受到電場力變小

B. 小球1電勢能減少量小于

C. 小球1、2的機械能總和增加量小于

D. 小球1、2的動能總和增加了

Answer 1

【答案】BD

【解析】

由圖可知，桿由水平位置轉到豎直位置時，球2所處的位置電場線變得密集，場強變大，則球2所受的電場力變大，選項A錯誤；根據電場線分布的對稱性可知：開始時兩個小球處于同一等勢面上，轉動后，小球1所在位置A的電勢較低，小球2所在位置B的電勢較高，根據等勢面線電場線的關系知道，A、1間電勢差小于2、B間的電勢差，小球2的電勢升高量大于小球1電勢降低量，所以小球1的電勢能減小量小于qu，小球2的電勢能減小量大于qu，選項B正確；根據動能定理，系統的重力勢能未變，則動能增加量等于電場力對系統做功，大小為uq，機械能增加量等于動能的增加量，即系統的機械能增加量也為uq，故C錯誤，D正確。故選BD。