题目内容

15.如图所示,高为h,倾角θ=37°的光滑斜面处在水平向右、场强E=$\frac{mg}{q}$的匀强电场中,质量为m、电荷量为+q的带电小球沿着光滑的斜面运动,已知重力加速度为g,则带电小球由斜面底端运动到斜面顶端的过程中(  )
A.重力对小球做功为mghB.小球的电势能减少了$\frac{3}{4}$mgh
C.合力对小球所做的功为$\frac{1}{3}$mghD.小球的电势能与动能之和保持不变

分析 根据上升的高度求出重力做功,根据电场力做功得出电势能的变化,抓住合力做功等于各力做功的代数和求出合力做功的大小.根据能量守恒分析小球的电势能与动能之和的变化.

解答 解:A、小球沿光滑斜面运动,从底端到顶端过程中,重力做功为-mgh,故A错误.
B、电场力做功W=qE$•\frac{h}{tanθ}$=$\frac{4}{3}mgh$,则电势能减小$\frac{4}{3}mgh$,故B错误.
C、支持力不做功,合力做功等于各力做功的代数和,则${W}_{合}=-mgh+\frac{4}{3}mgh=\frac{1}{3}mgh$,故C正确.
D、根据能量守恒知,小球电势能与动能之和减小量等于小球重力势能的增加量,可知小球电势能和动能之和在减小,故D错误.
故选:C.

点评 本题考查的是功能关系,动能的变化对应合力做功,机械能的变化对应除重力以外其它力做功,重力势能的变化对应重力做功,电势能的变化对应电场力做功.

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