题目内容

10.如图所示,带电粒子以速度v0沿竖直方向垂直进入匀强电场E中,经过一段时间后,其速度变为水平方向,大小仍为v0,则一定有(  )
A.静电力与重力大小相等
B.粒子运动的水平位移大小等于竖直位移大小
C.静电力所做的功一定等于重力所做的功
D.电势能的减少量一定等于重力势能的增加量

分析 带电粒子在重力与电场力共同作用下,从A点到B点过程中,竖直方向重力做负功,导致速度减小;水平方向电场力做正功,导致速度增大.同时根据动能定理可知,重力做功与电场力做功的关系.粒子运动的水平位移大小与竖直方向的位移大小,是由重力与电场力大小决定,从而可判定电势能与机械能变化的关系.

解答 解:A、将粒子的运动分解成水平方向与竖直方向,根据分运动的等时性,由运动学公式可知,水平方向与竖直方向加速度大小相等,位移大小也相等.选取A到B过程中,根据动能定理,则有:qEs-mgh=0,得电场力所做的功一定等于克服重力所做的功,则可知qES=mgh,因s=h,电场力所做的功一定等于克服重力所做的功,故AB正确;C错误;
D、由C选项可知,电场力做正功,导致电势能减小,而克服重力做功,导致重力势能增加,所以电势能与机械能之和不变,即有电势能的减少一定等于重力势能的增加,故D正确;
故选:ABD

点评 本题考查带电粒子在电场和重力场中的运动分析问题,要求注意应用运动如何分解,明确分运动的等时性,并要掌握运动学公式,牛顿第二定律,动能定理,及能量守恒定律的应用,同时注意理解电场力做功与电抛能变化关系.

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