Question

3．如图所示，质量分别为m₁和m₂的两个小球A、B，带有等量异种电荷，通过绝缘轻弹簧相连接，置于绝缘光滑的水平面上，突然加一个水平向右的匀强电场后，两小球A、B将由静止开始运动，在以后的运动过程中，对两小球A、B和弹簧组成的系统（设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用，且弹簧不超过弹性限度），以下说法正确的是（　　）

• A． 由于电场力对球A和球B做的总功为0，故小球电势能总和始终不变
• B． 由于两个小球所受电场力等大反向，故系统机械能守恒
• C． 当弹簧长度达到最大值时，系统机械能最小
• D． 当小球所受电场力与弹簧的弹力大小相等时，系统动能最大

Answer 1

分析 加电场后，A小球受到向左的电场力，B小球受到向右的电场力，电场力做正功，电势能减小，小球的动能和弹簧的弹性势能都变大，对每个小球而言，开始都做加速运动，当电场力与弹簧的弹力大小相等时，加速度为零，速度达到最大值，之后由于惯性继续运动，小球将减速，当速度为零时，弹簧伸长量最大，之后，小球反向运动．

解答 解：A、加电场后，A小球受到向左的电场力，B小球受到向右的电场力，电场力做正功，小球电势能总和减小，故A错误；
B、除重力和弹力之外，还有电场力做功，电场力做正功，机械能不守恒，故B错误；
C、电场力对两球分别做正功，弹簧第一次伸长到最长的运动过程时，电场力对系统做功做多，系统机械能最大，故C错误；
D、弹簧第一次伸长到最长的运动过程中，当电场力和弹簧弹力平衡前，合力对小球一直做整个，小球动能一直增大，当弹力大于电场力后，合力对小球做负功，小球动能减小，由此可知，当小球所受电场力与弹簧的弹力相等时，小球动能最大，系统动能最大，故D正确；
故选：D．

点评 本题关键要明确两个小球的速度的变化情况，根据功能关系分析小球和系统能量如何变化．