Question

【題目】如圖所示，有三個(gè)質(zhì)量相等，分別帶正電、負(fù)電和不帶電小球，從平行板電場(chǎng)中的 P 點(diǎn)以相同的初速度垂直于 E 進(jìn)入電場(chǎng)，它們分別落到 A 、 B 、 C 三點(diǎn)（　 　）

A. 落到 A 點(diǎn)的小球帶正電，落到 B 點(diǎn)的小球不帶電

B. 三小球在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等

C. 三小球到達(dá)正極板時(shí)動(dòng)能關(guān)系： E KA ＞ E KB ＞ E KC

D. 三小球在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度關(guān)系： a A ＞ a B ＞ a C

Answer 1

【答案】A

【解析】

有圖可知上極板帶負(fù)電，所以平行板間有豎直向上的電場(chǎng)，正電荷在電場(chǎng)中受到向上的電場(chǎng)力，負(fù)電荷受到向下的電場(chǎng)力．則不帶電的小球做平拋運(yùn)動(dòng)，帶負(fù)電的小球做類平拋運(yùn)動(dòng)，加速度比重力加速度大，帶正電的小球做加速度比重力加速度小的類平拋運(yùn)動(dòng)．由此根據(jù)平拋和類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解。

在平行金屬板間不帶電小球、帶正電小球和帶負(fù)電小球的受力如下圖所示：

由此可知不帶電小球做平拋運(yùn)動(dòng)：

帶正電小球做類平拋運(yùn)動(dòng)：

帶負(fù)電小球做類平拋運(yùn)動(dòng)：

根據(jù)題意，三小球在豎直方向都做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，球到達(dá)下極板時(shí)，在豎直方向產(chǎn)生的位移h相等，

據(jù)得三小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間，正電荷最長(zhǎng)，不帶電小球次之，帶負(fù)電小球時(shí)間最短；

A項(xiàng)：三小球在水平方向都不受力，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則落在板上時(shí)水平方向的距離與下落時(shí)間成正比，故水平位移最大的A是帶正電荷的小球，B是不帶電的小球，C帶負(fù)電的小球，故A正確；

B項(xiàng)：由于三小球在豎直方向位移相等，初速度均為0，由于電場(chǎng)力的作用，三小球的加速度不相等，故它們的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不相等，故B錯(cuò)誤；

C項(xiàng)：根據(jù)動(dòng)能定理，三小球到達(dá)下板時(shí)的動(dòng)能等于這一過(guò)程中合外力對(duì)小球做的功．由受力圖可知，帶負(fù)電小球合力最大為G+F，做功最多動(dòng)能最大，帶正電小球合力最小為G-F，做功最少動(dòng)能最小，故C錯(cuò)誤；

D項(xiàng)：因?yàn)?/span>A帶正電，B不帶電，C帶負(fù)電，所以aA=a2，aB=a1，aC=a3，所以aA＜aB＜aC，故D錯(cuò)誤。