解题思路:将小球的运动沿着水平方向和竖直方向正交分解,其水平方向不受外力,做匀速直线运动,竖直方向在无电场区做匀加速运动,有电场区也做匀变速运动,但加速度不同,运用速度时间关系公式分析,可以得到小球在竖直方向的运动规律.
将小球的运动沿着水平方向和竖直方向正交分解
A、水平方向不受外力,以v0做匀速直线运动,故A错误;
竖直方向,在无电场区只受重力,加速度为g,竖直向下,有电场区除重力外,还受到向上的恒定的电场力作用,加速度的大小和方向取决于合力的大小和方向
B、当电场强度等于[mg/q] 时,电场力等于mg,故在电场区小球所受的合力为零,在无电场区小球匀加速运动,故经过每个电场区,小球的速度均不等,因而小球经过每一无电场区的时间均不相等,故B错误;
C、当电场强度等于[2mg/q] 时,电场力等于2mg,故在电场区小球所受的合力大小等于mg,方向竖直向上,加速度大小等于g,方向竖直向上,
根据运动学公式,有经过第一个无电场区y=[1/2] gt12
v1=gt1
经过第一个电场区
y=v1t2-[1/2]gt22
v2=v1-gt2
由①②③④联立解得
t1=t2
v2=0
接下来小球的运动重复前面的过程,即每次通过无电场区都是自由落体运动,每次通过电场区都是末速度为零匀减速直线运动
故C正确;D错误;
故选C.
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动.
考点点评: 本题将小球的运动沿水平方向和竖直方向正交分解后,对于竖直方向的运动,关键是找出小球的运动的一般规律,然后分析计算.