题目内容
6.如图所示,竖直放置的两个平行金属板间存在水平的匀强电场,与两板上边缘等高处有两个质量相同的带电小球(可视为质点).现将P小球从紧靠左极板(但不接触左极板)处由静止释放、Q小球从两板正中央由静止释放,最终,两小球都能运动到右极板上的同一个位置O,则从开始释放到运动到右极板的过程中P小球和Q小球的( )A. | 运动时间相等 | B. | 电势能减少量之比为2:1 | ||
C. | 电荷量之比为2:1 | D. | 动能增加量之比为4:1 |
分析 两小球在匀强电场中受到电场力和重力作用,都做匀加速直线运动,运用运动的分解可知:两小球在竖直方向都做自由落体运动,由题分析可知,小球下落高度相同,运动时间相同.两小球水平方向都做初速度为零的匀加速直线运动,水平位移xP=2xQ,根据牛顿第二定律和运动学公式研究电荷量之比.根据电场力做功之比,研究电势能减小量之比.根据数学知识分析合力对两球做功的关系,由动能定理分析动能增加量之比.
解答 解:A、两小球在竖直方向都做自由落体运动,由题分析可知,小球下落高度相同,由公式t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$得它们运动时间相同.故A错误.
B、小球在水平方向都做初速度为零的匀加速直线运动,水平位移xP=2xQ,由x=$\frac{1}{2}$at2,分析得到加速度之比aP:aQ=2:1.根据牛顿第二定律得,两球的加速度分别为aP=$\frac{{q}_{P}E}{m}$,aQ=$\frac{{q}_{Q}E}{m}$,则qP:qQ=2:1.因为电场力大小之比为2:1,在电场力方向上的位移之比为2:1,则电场力做功之比为4:1,可知电势能减小量之比为4:1,故B错误,C正确.
D、电场力做功之比为4:1,重力做功相等,则合力做功不等于4:1,根据动能定理知,动能的增加量之比不等于4:1,故D错误.
故选:AC.
点评 本题考查电荷在复合场中运动,采用运动的分解与合成的方法研究,是常用的方法.研究动能增加量关系,也可通过求末速度之比求解,同时注意明确电场力做功与电势能变化之间的关系,明确电场力做正功时,电势能减小,电场力做负功时,电势能增大.
练习册系列答案
相关题目
15.如图所示,实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线,已知在a、b两点粒子所受电场力分别为Fa、Fb,若带电粒子q(|Q|?|q|)由a点运动到b点,动能增加,则下列判断正确的是( )
A. | 若Q为正电荷,则q带正电,Fa>Fb | B. | 若Q为正电荷,则q带正电,Fa<Fb | ||
C. | 若Q为负电荷,则q带负电,Fa>Fb | D. | 若Q为负电荷,则q带正电,Fa<Fb |
13.如图所示是某物体运动的v-t图象,由图可知,物体( )
A. | 在t=1s时加速度为1.5m/s2 | |
B. | 在2~4s内加速度为3m/s2 | |
C. | 在4~6s内加速度为-1.5m/s2 | |
D. | 在0~2s和4~6s内的加速度加速度方向相同 |
1.如图所示,在粗糙程度相同的绝缘斜面上固定一点电荷Q,在M点无初速度地释放带有与Q同种电荷的小物块,小物块在Q的电场中沿斜面运动到N点静止,则从M到N的过程中( )
A. | 小物块所受库仑力逐渐减小 | |
B. | M点的电势一定高于N点的电势 | |
C. | 小物块的电势能一定增加 | |
D. | 电场力对小物块所做的功等于小物块克服摩擦力做的功 |
16.如图所示,匀强电场中有一平行四边形abcd,且平行四边形所在平面与场强方向平行.其中φa=10V,φb=6V,φd=8V,则c点电势为( )
A. | 10 V | B. | 4 V | C. | 7 V | D. | 8 V |