题目内容
【题目】如图所示,有三个质量相等,分别带正电、负电和不带电的小球,从平行板电场左端的中点以相同的初速度沿水平方向垂直于电场方向进入电场,它们分别落在、、三点,可以判断( )
A. 小球带正电, 不带电, 带负电
B. 三个小球在电场中运动时间相等
C. 三个小球到达极板时的动能
D. 三个小球在电场中运动的加速度
【答案】ACD
【解析】在平行金属板间不带电小球、带正电小球和带负电小球的受力如下图所示:
由此可知不带电小球做平抛运动,带正电小球做类平抛运动,带负电小球做类平抛运动,根据题意,三小球在竖直方向都做初速度为0的匀加速直线运动,球到达下极板时,在竖直方向产生的位移h相等,据得三小球运动时间,正电荷最长,不带电小球次之,带负电小球时间最短;
A、三小球在水平方向都不受力,做匀速直线运动,则落在板上时水平方向的距离与下落时间成正比,故水平位移最大的A是带正电荷的小球,B是不带电的小球,C带负电的小球,故A正确.
B、由于三小球在竖直方向位移相等,初速度均为0,由于电场力的作用,三小球的加速度不相等,故它们的运动时间不相等,故B错误;
C、根据动能定理,三小球到达下板时的动能等于这一过程中合外力对小球做的功.由受力图可知,带负电小球合力最大为,做功最多动能最大,带正电小球合力最小为,做功最少动能最小,故,故C正确;
D、因为A带正电,B不带电,C带负电,所以, , ,所以,故D正确;
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