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物理
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如图所示,匀强电场场强大小为E,方向与水平方向夹角为θ(θ≠45°),场中有一质量为m,电荷量为q的带电小球,用长为L的细线悬挂于O点,当小球静止时,细线恰好水平.现用一外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最低点,小球电荷量不变,则在此过程中( )
A. 外力所做的功为mgLcotθ
B. 外力所做的功为mgLtanθ
C. 带电小球的电势能增加 2mgLcotθ
D. 带电小球的电势能增加 qEL( sinθ+cosθ)
人气:430 ℃ 时间:2019-08-21 19:41:44
解答
A、B设小球所受的电场力大小为F.当小球静止时,细线恰好水平,由平衡条件得:Fsinθ=mg,得F=
mg
sinθ
.①
用外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最低点的过程中,小球沿电场线方向移动的距离为L(cosθ+sinθ),小球动能变化量为零,根据动能定理得
W+mgL-FL(cosθ+sinθ)=0,②
由①②联立得,外力做功为 W=mgLcotθ.故A正确,B错误.
C、D电场力做功为W
电
=-FL(cosθ+sinθ)=-
mg
sinθ
•L(cosθ+sinθ)=-qEL( sinθ+cosθ),则小球的电势能增加 qEL( sinθ+cosθ).故C错误,D正确.
故选AD
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