Question

18．如圖所示，三根絕緣輕桿構成一個等邊三角形，三個頂點分別固定A、B、C三個帶正電的小球．小球質量分別為m、2m、3m，所帶電荷量分別為q、2q、3q．CB邊處于水平面上，ABC處于豎直面內，整個裝置處于方向與CB邊平行向右的勻強電場中．現讓該裝置繞過中心O并與三角形平面垂直的軸順時針轉過120°角，則A、B、C三個球所構成的系統的（　　）

• A． 重力勢能不變
• B． 電勢能減小
• C． 重力勢能減小
• D． 電勢能不變

Answer 1

分析 根據電場力做功和重力做功的定義式求解總功，再根據電場力做做功電勢能減小，重力做做功重力勢能減小分析．

解答 解：順時針轉過120°時，A到B位置，B到C位置，C到A位置，
AC、重力做功：W_GAB=mgLcos30°=$\frac{\sqrt{3}}{2}$mgL，W_GBC=0，W_GCA=3mgLcos30°=-$\frac{3\sqrt{3}}{2}$mgL，故W_G總=-$\sqrt{3}$mgL，重力勢能增加，AC錯誤；
BD、設三角形的邊長為L，則：電場力做功W_AB=0.5qEL，W_BC=-2qEL，W_CA=1.5qEL，故W_總=0，電勢能不變，B錯誤，D正確；
故選：D．

點評 掌握電場力和重力做功與電勢能和重力勢能的變化關系，注意電勢能變化由電場力做功來決定，重力勢能的變化由重力做功來決定．