Question

15．如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)、傾角為θ的光滑絕緣斜面處于電場(chǎng)中，一帶電量為+q、質(zhì)量為m的小球以初速度v₀從斜面底端A點(diǎn)開(kāi)始沿斜面上滑，當(dāng)?shù)竭_(dá)斜面頂端B點(diǎn)時(shí)，速度仍為
v₀，正確的是（　�。�

• A． 小球在A點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能
• B． A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差一定等于$\frac{mgLsinθ}{q}$
• C． 若電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大值一定為$\frac{mg}{q}$
• D． 若該電場(chǎng)是由放置在C點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生，則θ為45°

Answer 1

分析 根據(jù)動(dòng)能定理和電場(chǎng)力做功公式結(jié)合，求解A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差．根據(jù)電場(chǎng)力做功的正負(fù)，判斷小球電勢(shì)能的大小，當(dāng)電場(chǎng)力做正功時(shí)，小球電勢(shì)能減��；相反，電勢(shì)能增大．若電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，根據(jù)力學(xué)知識(shí)確定電場(chǎng)力的最小值，再確定場(chǎng)強(qiáng)的最小值．由電勢(shì)關(guān)系，判斷該電場(chǎng)是否由斜面中點(diǎn)正上方某點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的．

解答 解：A、小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，重力勢(shì)能增加，電勢(shì)能減小，則小球在A點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于小球在B點(diǎn)的電勢(shì)能．故A正確；
B、根據(jù)動(dòng)能定理得：-mgLsinθ+qU_AB=$\frac{1}{2}$m${v}_{0}^{2}$-$\frac{1}{2}$m${v}_{0}^{2}$=0，得到：U_AB=$\frac{mgLsinθ}{q}$，故B正確；
C、若電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)力恒定，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)小球速度仍為v₀，故小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與重力、支持力的合力為零．小球的重力沿斜面向下的分力為mgsinθ一定，則當(dāng)電場(chǎng)力沿斜面向上，大小為F=mgsinθ時(shí)，電場(chǎng)力最小，場(chǎng)強(qiáng)最小，又電場(chǎng)力F=Eq，則該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的最小值一定是$\frac{mgsinθ}{q}$．故C錯(cuò)誤；
D、若該電場(chǎng)是由放置在C點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生，A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，小球從A運(yùn)動(dòng)到B電勢(shì)能不變，與上分析矛盾，故D錯(cuò)誤；
故選：AB．

點(diǎn)評(píng) 本題是帶電體在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，要轉(zhuǎn)換思維，就把電場(chǎng)力當(dāng)作一般的力，將這類(lèi)問(wèn)題當(dāng)作力學(xué)問(wèn)題去處理，可增強(qiáng)信心．