题目内容
【题目】如图所示,由绝缘轻杆构成的正方形ABCD位于竖直平面内,其中AB边位于水平方向,顶点处分别固定一个带电小球。其中A、B处小球质量均为m,电荷量均为2q(q>0);C、D处小球质量均为2m,电荷量均为q。空间存在着沿DB方向的匀强电场,在图示平面内,让正方形绕其中心O顺时针方向旋转90°,则四个小球所构成的系统( )
A.电势能增加,重力势能增加
B.电势能不变,重力势能不变
C.电势能减小,重力势能减小
D.电势能不变,重力势能增加
【答案】D
【解析】
让正方形绕其中心O顺时针方向旋转90°,则电场力对四个小球做总功为:
则系统电势能不变;
系统重力势能变化量:
则重力势能增加;
A.电势能增加,重力势能增加,与结论不相符,选项A错误;
B.电势能不变,重力势能不变,与结论不相符,选项B错误;
C.电势能减小,重力势能减小,与结论不相符,选项C错误;
D.电势能不变,重力势能增加,与结论相符,选项D正确;
故选D.
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