Question

在光滑絕緣的水平面上，用長(zhǎng)為2L的絕緣輕桿連接兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球A和B．A球的帶電量為+2q，B球的帶電量為-3q，組成一帶電系統(tǒng)，如圖所示．虛線MP為AB兩球連線的垂直平分線，虛線NQ與MP平行且相距4L．最初A和B分別靜止于虛線MP的兩側(cè)，距MP的距離均為L(zhǎng)，且A球距虛線NQ的距離為3L．若視小球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)，不計(jì)輕桿的質(zhì)量，在虛線MP，NQ間加上水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E后，則帶電系統(tǒng)從開始運(yùn)動(dòng)到速度第一次為零B球電勢(shì)能的變化量（　　）

A．B球電勢(shì)能增加了4 Eq L

B．B球電勢(shì)能增加了6EqL

C．B球電勢(shì)能增加了8 Eq L

D．B球電勢(shì)能增加了10 Eq L

Answer 1

分析：B球進(jìn)入電場(chǎng)后受到向左的電場(chǎng)力，系統(tǒng)向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)系統(tǒng)的速度為零時(shí)，向右運(yùn)動(dòng)的距離最大，根據(jù)動(dòng)能定理列式求解；B球電勢(shì)能的增加量等于電場(chǎng)力對(duì)B球所做的功．

解答：解：設(shè)球A向右運(yùn)動(dòng)s時(shí)，系統(tǒng)速度為零
對(duì)整個(gè)過(guò)程，A球電場(chǎng)力做功等于B球克服電場(chǎng)力做功，由動(dòng)能定理得：
2qE×s-3qE×（s-L）=0，
則得s=3L
B球進(jìn)入電場(chǎng)距離為2L，B球克服電場(chǎng)力做功W_FB=6qEL
則B球電勢(shì)能增加了6qEL；
故選B．

點(diǎn)評(píng)：電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)，要明確電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能之間的關(guān)系；當(dāng)電場(chǎng)力做正功時(shí)，電勢(shì)能減小；當(dāng)電場(chǎng)力做負(fù)功時(shí)，電勢(shì)能增加．