Question

【題目】如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球在電場強度為E、區(qū)域足夠大的勻強電場中，以初速度v0沿ON在豎直面內(nèi)做勻變速直線運動．ON與水平面的夾角為30°，重力加速度為g，且mg＝qE，選取初始位置O的電勢為零，則

A. 電場方向豎直向上

B. 小球運動的加速度大小為2g

C. 小球上升的最大高度為

D. 小球電勢能的最大值為

Answer 1

【答案】D

【解析】試題分析：小球做勻變速直線運動，合力應(yīng)與速度在同一直線上，即在ON直線上，因mg=Eq，所以電場力Eq與重力關(guān)于ON對稱，根據(jù)數(shù)學知識得：電場力qE與水平方向的夾角應(yīng)為30°，受力情況如圖一所示，

合力沿ON方向向下，大小為mg，所以加速度為g，方向沿ON向下．故AB錯誤．經(jīng)對A的分析可知，小球做勻減速直線運動，由運動學公式可得最大位移為，則最大高度為．故C錯誤．若小球在初始位置的電勢能為零，在減速運動至速度為零的過程中，小球克服電場力做功和克服重力做功是相等的，由能量的轉(zhuǎn)化與守恒可知，小球的初動能一半轉(zhuǎn)化為電勢能，一半轉(zhuǎn)化為重力勢能，初動能為，小球的最大電勢能為，故D正確．故選D。