Question

高二物理静电场的题

17.如图所示，用绝缘细线悬挂一个带正电的小球，置于水平向右的匀强电场中，在位置a时小球恰好平衡．若将小球拉至最低点b后由静止释放，则小球从b运动到a的过程中，重力势能和电势能的增量(即末状态值减去初状态值)之和为ΔE，则
A．ΔE＞0　B．ΔE＝0
C．ΔE＜0　D．无法确定
图弄不上，见谅，是很简单的物理模型。请给出详细解析。。谢谢

Answer 1

B
重力势能增量的大小等于重力做功
电势能增量的大小等于电场力做功
所以重力势能和电势能的增量等于重力和电场力做的总功
根据动能定理合外力做功大小等于动能改变量，合外力包含重力，拉力，电场力，很显然，拉力始终与运动方向垂直，故拉力做功为0，所以合外力做攻大小等于重力和电场力做攻大小，由于小球初始和终止状态速度均为0，即动能改变量为0，所以重力和电场力做的总功为0，以重力势能和电势能的增量

Answer 2

c

请跟单摆类比
位置a为平衡位置,就是单摆的最低点,此时,重力和电场力 的合力方向正好沿着摆线.
从b运动到位置a时,单摆处于最低点,动能最大.
根据动能定理,合外力做正功,即势能降低.

追问

1.从b运动到位置a时,单摆处于最低点,动能最大 这句话是什么意思？

追答

这句话,是要你类比 地球重力场中的单摆理解.
ABD必定是错的.

你也可以这样细致的去分析,在单摆从b运动到位置a的过程, 重力和电场力 的合力一直是做正功.过了位置a,开始做负功,过程与单摆完全相同,和单摆不同的只是这里因为引入了一个外加的恒定的电场力,而使得平衡位置不单单是 重力势的最低点, 而是同时考虑两个势的最低点.

Answer 3

C
根据能量守恒
释放后，球加速运动
动能增大，总的能量不变，所以其他能量要减少。

Answer 4

这个小球应做钟摆运动，重力势能和电场势能都是只和位置相关的保守能量，所以重力势能的增加等于电场势能的减少，B

Answer 5

选C，小球会以a点为平衡位置摆动，并且小球只有重力电场力做功，重力势能和电势能、动能的总和一定，当运动到a点时，球动能最大，故重力力势能和电势能最小，动能增量大于零，故重力势能和电势能的增量为负值。

Answer 6

小球应该一直在等势面上，电势能应该不变，重力势能增量也为零，因为初末状态均静止，理论上是势能→动能→势能，外力不做功，中途能量也不损耗。 选B。 应该是吧。。。 五六年前学的东西了。。。