Question

如圖，水平放置的三塊帶孔的平行金屬板與一個(gè)直流電源相連，一個(gè)帶正電的液滴從A板上方M點(diǎn)處由靜止釋放，不計(jì)空氣阻力，設(shè)液滴電荷量不變．從釋放到到達(dá)B板小孔處為過程Ⅰ，在BC之間運(yùn)動(dòng)為過程Ⅱ，則（ ）

A．液滴一定能從C板小孔中穿出
B．過程Ⅰ中一定是重力勢(shì)能向電勢(shì)能和動(dòng)能轉(zhuǎn)化
C．過程Ⅰ和過程Ⅱ系統(tǒng)機(jī)械能變化量大小相等
D．過程Ⅱ中一定是重力勢(shì)能向電勢(shì)能和動(dòng)能轉(zhuǎn)化

Answer 1

【答案】分析：由圖知，AB間電勢(shì)差為U，CB間電勢(shì)差為-U，液滴從M到C，由動(dòng)能定理列式求液滴到達(dá)C板小孔的速度，判斷A項(xiàng)正誤；
根據(jù)重力與電場(chǎng)力做功正負(fù)，分析重力勢(shì)能和電勢(shì)能的變化，判斷B項(xiàng)；
根據(jù)電場(chǎng)力做的總功，判斷機(jī)械能的變化；用與B項(xiàng)同樣的方法判斷D項(xiàng)．
解答：解：A、設(shè)MC之間的高度為H，A、B之間的電勢(shì)差為U，則CB間電勢(shì)差為-U，液滴從M到C板孔，由動(dòng)能定理得
   mgH+qU-qU=
解得，v=，可知液滴一定能從C板小孔中穿出．故A正確．
B、過程Ⅰ中，電場(chǎng)力和重力都做正功，電勢(shì)能和重力勢(shì)能都減小，向動(dòng)能轉(zhuǎn)化．故B錯(cuò)誤．
C、由功能關(guān)系知，機(jī)械能的變化量取決于除重力以外的力所做的功，即電場(chǎng)力所做的功，在過程Ⅰ和過程Ⅱ中電場(chǎng)力做功分別為qU和-qU，電勢(shì)能的減小和增加大小均為qU，則兩個(gè)過程系統(tǒng)機(jī)械能變化量大小相等．故C正確．
D、過程Ⅱ中，重力做正功，電場(chǎng)力做負(fù)功，則重力勢(shì)能減小，電勢(shì)能增加，而動(dòng)能的變化未知，故D錯(cuò)誤．
故選AC
點(diǎn)評(píng)：本題應(yīng)用動(dòng)能定理分析液滴的運(yùn)動(dòng)情況，分析能量如何轉(zhuǎn)化是解決本題的關(guān)鍵．