Question

如图所示，长为L、倾角为θ的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中。一电荷量为+q,质量为m的小球,以初速度v₀由斜面底端的M点沿斜面上滑,到达斜面顶端N的速度仍为v₀,则(   )

A.电场强度等于

B.电场强度等于

C.M、N两点的电势差为

D.小球在N点的电势能大于在M点的电势能

Answer 1

【解析】选A。小球受到重力、电场力、支持力三个恒力作用,沿斜面匀速运动，必有mgsinθ=Eqcosθ,解得：E=,A正确，B错误；U_MN=E·Lcosθ=，C错误；因电场力对小球做正功，小球的电势能减少，故小球在N点的电势能小于在M点的电势能，D错误。

【变式备选】如图所示，在绝缘的斜面上方，存在着匀强电场，电场方向平行于斜面向上，斜面上的带电金属块在平行于斜面的力F作用下沿斜面移动。已知金属块在移动的过程中，力F做功32 J，金属块克服电场力做功8 J，金属块克服摩擦力做功16 J，重力势能增加18 J，则在此过程中金属块的(   )

A.动能减少10 J

B.电势能增加24 J

C.机械能减少24 J

D.内能增加16 J

【解析】选A、D。由动能定理可知ΔE_k=32 J-8 J-16 J-18 J=-10 J,A正确；克服电场力做功为8 J，则电势能增加8 J,B错误；机械能的改变量等于除重力以外的其他力所做的总功，故应为ΔE=32 J-8 J-16 J=8 J,C错误；物体内能的增加量等于克服摩擦力所做的功，D正确。