Question

2．如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置，如果将小球B向左推动少许，并待两球重新达到平衡时，下列说法错误的是（　　）

• A． 两小球之间库仑力减小
• B． 两小球之间电势能减小
• C． 竖直墙面对小球A的弹力减小
• D． 整个系统机械能增量等于水平推力F做功

Answer 1

分析 先以A球为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件分析墙壁对A的弹力如何变化，再以AB整体为研究对象，根据平衡条件分析F如何变化和地面对小球B的弹力的变化．由库仑定律分析两球之间的距离如何变化．

解答 解：
A、B、C以A球为研究对象，分析受力，作出力图如图1所示．
设B对A的库仑力F与墙壁的夹角为θ，由平衡条件得竖直墙面对小球A的弹力为：
N₁=m_Agtanθ，
将小球B向左推动少许时θ减小，则N₁减小．
再以AB整体为研究对象，分析受力如图2所示，由平衡条件得：
F=N₁
N₂=（m_A+m_B）g
则F减小，竖直墙面对小球A的弹力减小．
由上分析得到库仑力F_库=$\frac{{m}_{A}g}{cosθ}$，θ减小，cosθ增大，F_库减小，
根据库仑定律分析得知，两球之间的距离增大，则库仑斥力做正功，导致电势能减小．故ABC正确．
D、由上分析可知，系统机械能增量等于水平推力F做功与库仑斥力做功之和，故D错误；
本题选错误的，故选：D．

点评 本题运用隔离法和整体法结合分析动态平衡问题，关键是确定研究对象（往往以受力较少的物体为研究对象），分析受力情况，并掌握能量守恒定律的应用，注意库仑力做功与电势能的变化关系，及机械能变化与除重力以外的力做功有关．