题目内容
【题目】如图所示,带电平行金属板A、B板间的电势差为U,A板带正电,B板中央有一小孔。一带正电的微粒,带电荷量为q,质量为m,自孔的正上方距板高h处自由落下,若微粒恰能落至A、B板的正中央C点,则( )。
A. 微粒在下落过程中动能逐渐增加,重力势能逐渐减小
B. 微粒下落过程中重力做功为,电场力做功为-qU
C. 微粒落入电场中,电势能逐渐增大,其增加量大于
D. 若微粒从距B板高2h处自由下落,则恰好能到达A板
【答案】D
【解析】
带电微粒在下落过程中先做加速运动,后做减速运动,动能先增大,后减小,重力一直做正功为mg(h+),重力势能一直减小;电场力做负功为-
qU,电势能增加
qU,由动能定理可判断若微粒从距B板高2h处自由下落,则恰好能到达A板。
A、带电微粒在下落过程中先做加速运动,后做减速运动,动能先增大,后减小,重力一直做正功,重力势能一直减小,故A错误。
B、微粒下降的高度为h+,重力做正功为mg(h+
),电场力向上,位移向下,电场力做负功,W电=-
qU,所以电势能增大,其增加量为
qU,故B、C错误。
D、由题知微粒恰能落至C的过程中,由动能定理得:mg(h+)-
qU=0,若微粒从距B板高2h处自由下落,由动能定理得:mg(2h+d)-qU=
mvA2-0,解得vA=0,故D正确。
故选:D
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