一个质量为m、电荷量为+q的小球以初速度v水平抛出,在小球经过的竖直平面内,存在着若干个如图所示的无电场区和有理想上下边

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  • 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.