题目内容
【题目】如图所示,在竖直平面足够大的区域内有电场强度为E的匀强电场,一质量为m、电荷量为q的小球,以初速度从电场中的O点出发,沿ON方向在竖直面内做匀变速直线运动.ON与水平面的夹角为30°,重力加速度为g,且mg=qE,不计空气阻力.则
A. 小球运动的加速度大小为g/2
B. 小球可能一直做匀加速运动
C. 小球沿ON方向运动的最大位移为
D. 在小球运动的前时间内,电场力对小球做功
【答案】CD
【解析】小球做匀变速直线运动,合力应与速度在同一直线上,即在ON直线上,因mg=Eq,所以电场力Eq与重力关于ON对称,根据数学知识得:电场力qE与水平方向的夹角应为,受力情况如图所示
合力沿ON方向向下,大小为mg,所以加速度为g,方向沿ON向下,与初速度方向相反,故小球先做匀减速直线运动,当速度减小为零时,再反方向做匀加速直线运动,故AB错误;当向上速度减至零时,由运动学公式可得最大位移为,C正确;向上送减速至零所用的时间为
,在此的过程中,小球克服电场力做功和克服重力做功是相等的,由能量的转化与守恒可知,小球的初动能一半转化为电势能,一半转化为重力势能,初动能为
,则电场力做功为
,故D正确;选CD.
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