如图所示,匀强电场中,有一质量为m、电荷量为q的带电小球,用长为L的细线悬挂于O点,当小球静止时,细线恰好水平,细线与电场方向的夹角为θ,现用一外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直

问题描述:

如图所示,匀强电场中,有一质量为m、电荷量为q的带电小球,用长为L的细线悬挂于O点,当小球静止时,细线恰好水平,细线与电场方向的夹角为θ,现用一外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向的最低点,小球的电荷量不变,则在此过程中(  )
A. 外力所做的功为

mgL
taθ

B. 带电小球的电势能增加了mgL(
1
tgθ
+1

C. 带电小球的电势能增加了
2mgL
taθ

D. 外力所做的功为mgLtgθ

B、C、小球在水平位置静止,由共点力的平衡可知:Fsinθ=mg,
则有:F=

mg
sinθ

小球从最初始位置移到最低点时,电场力所做的功为:
W=-EqL(cosθ+sinθ)=-mgL(
1
tgθ
+1
),
因电场力做负功,故电势能增加mgL(
1
tgθ
+1
),故B正确,C错误;
A、D、由动能定理可知:W+W+WG=0;
得:W=-(W+WG)=EqL(cosθ+sinθ)-mgL=mgcotθ=
mg
tanθ
;故A正确,D错误;
故选:AB.