题目内容
【题目】带电小球以一定的初速度v0竖直向上抛出,能够达到的最大高度为h1;若加上水平方向的匀强磁场,且保持初速度仍为v0,小球上升的最大高度为h2;若加上水平方向的匀强电场,且保持初速度仍为v0,小球上升的最大高度为h3,若加上竖直向上的匀强电场,且保持初速度仍为v0,小球上升的最大高度为h4,如图所示.不计空气,则( )
A. 一定有h1=h3 B. 一定有h1<h4
C. h2与h4无法比较 D. h1与h2无法比较
【答案】AC
【解析】试题分析:当小球只受到重力的作用的时候,球做的是竖直上抛运动;当小球在磁场中运动到最高点时,由于洛伦兹力的作用,会改变速度的方向,所以到达最高点是小球的速度的大小不为零;当加上电场时,电场力在水平方向,只影响小球在水平方向的运动,不影响竖直方向的运动的情况,而第4个电场力影响加速度,从而影响高度.
解:第1个图:由竖直上抛运动的最大高度公式得:h1=.
第3个图:当加上电场时,由运动的分解可知:
在竖直方向上有,V02=2gh3,
所以h1=h3.故A正确;
而第2个图:洛伦兹力改变速度的方向,
当小球在磁场中运动到最高点时,小球应有水平速度,设此时的球的动能为Ek,则
由能量守恒得:mgh2+Ek=mV02,
又由于mV02=mgh1
所以 h1>h2.,所以D错误.
第4个图:因电性不知,则电场力方向不清,则高度可能高度h1,也可能小于h1,故C正确,B错误;
故选:AC.
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