Question

12．如圖所示，空間某區(qū)域存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)．帶電小球質(zhì)量為m，電量為q，在A點(diǎn)以水平向右的速度為v₁射入電場(chǎng)，到B點(diǎn)時(shí)速度為v₂，與水平方向的夾角為α．A、B間的高度差為H．以下判斷正確的是（　�。�

• A． A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差U=（v₂²-v₁²）$\frac{m}{2q}$
• B． 小球由A至B，電場(chǎng)力做的功為（$\frac{m{{v}_{2}}^{2}}{2}$-$\frac{m{{v}_{1}}^{2}}{2}$）-mgH
• C． 電勢(shì)能的減少量為$\frac{m{{v}_{2}}^{2}}{2}$-$\frac{m{{v}_{1}}^{2}}{2}$
• D． 小球的重力在B點(diǎn)的瞬時(shí)功率為mgv₂

Answer 1

分析 小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，重力和電場(chǎng)力做功，電場(chǎng)力做功W=qU，與電勢(shì)差有關(guān)，根據(jù)動(dòng)能定理求解A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差U和電場(chǎng)力做功；電場(chǎng)力做功多少，電勢(shì)能就減小多少；重力的功率等于重力與豎直分速率的乘積．

解答 解：A、小球由A至B，由動(dòng)能定理得：mgH+qU_AB=$\frac{1}{2}$mv₂²-$\frac{1}{2}$mv₁²，得A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差U=$\frac{1}{q}$（$\frac{1}{2}$mv₂²-$\frac{1}{2}$mv₁²-mgH）．故A錯(cuò)誤．
B、由動(dòng)能定理得：mgH+qU_AB=$\frac{1}{2}$mv₂²-$\frac{1}{2}$mv₁²，則電場(chǎng)力做的功為W=qU_AB=$\frac{1}{2}$mv₂²-$\frac{1}{2}$mv₁²-mgH，故B正確．
C、電場(chǎng)力做功多少，電勢(shì)能就減小多少，則知電勢(shì)能的減少量為$\frac{1}{2}$mv₂²-$\frac{1}{2}$mv₁²-mgH，故C錯(cuò)誤．
D、由功率公式可知，小球的重力在B點(diǎn)的瞬時(shí)功率為mgv₂sinα．故D錯(cuò)誤．
故選：B

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵要掌握動(dòng)能定理和電場(chǎng)力做功公式，明確小球在運(yùn)動(dòng)中重力和電場(chǎng)力做功，同時(shí)還要明確功能關(guān)系，知道電場(chǎng)力所做的功等于電勢(shì)能的改變量，而合外力的功等于動(dòng)能的改變量．