一根輕質杆長為2l，可繞固定於中點位置處的軸在豎直面內自由轉動，杆兩端固定有完全相同的小球1和小球2，它們的質...

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問題詳情：

一根輕質杆長為2l，可繞固定於中點位置處的軸在豎直面內自由轉動，杆兩端固定有完全相同的小球1和小球2，它們的質量均為m，帶電荷量分別為+q和-q，整個裝置放在如圖所示的關於豎直線對稱的電場中。現將杆由水平位置靜止釋放，讓小球1、2繞軸轉動到豎直位置A、B兩點，設A、B間電勢差為U，該過程中 (　　)

A.小球2受到的電場力增加

B.小球1電勢能減少了Uq

C.小球1、2的機械能總和增加了Uq+mgl

D.小球1、2的動能總和增加了Uq

【回答】

【解析】由題圖可知，將杆由水平位置靜止釋放，讓小球1、2繞軸轉動到豎直位置A、B兩點，小球2位置的電場線變密，電場強度變大，故小球2受到的電場力增大，故A正確；根據U=Ed，小球1前後位置電勢差小於U，所以小球1的電勢能減少量小於qU，故B錯誤；對於小球1、2，作為整體，重力勢能不變，電場力做功，根據動能定理可知小球1、2的動能總和增加了Uq，所以小球1、2的機械能總和增加了qU，故C錯誤，D正確。