解题思路:本题根据功与能的关系进行分析.根据动能定理研究动能的变化.电场力做负功,电势能增大,机械能减小,高度下降,重力势能减小.
小球的加速度的方向向上,大小是2g,由牛顿第二定律可得:2mg=F-mg
所以电场力:F=3mg
A、小球的重力做正功mgh,重力势能减小mgh,故A错误;
B、根据动能定理:小球动能的变化量等于合力做功,△Ek=F合•(-h)=-mah=-2mgh,所以动能减少2mgh.故B错误.
C、由题可知电场力的方向向上,小球向下运动,所以电场力做负功,大小:W=-3mgh.故C错误;
D、电场力做负功,大小:W=-3mgh,小球的电势能增加了3mgh.故D正确.
故选:D
点评:
本题考点: 功能关系;电势差与电场强度的关系.
考点点评: 本题考查对功与能关系的理解能力.对于几对功能的关系理解要准确,不能张冠李戴:动能的变化由合力的功决定,重力势能的变化由重力做功决定.