Question

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，从上、下带电平行金属板间的P点．以相同速率垂直电场方向射入电场，它们分别落到A、B、C三点，则（　　）

• A、A带正电、B不带电、C带负电
• B、三小球在电场中运动时间相等
• C、在电场中加速度的关系是a_C＜a_B＜a_A
• D、到达正极板时动能关系E_A＞E_B＞E_C

Answer 1

分析：从图象中可以看到电容器上极板带负电，平行板间有竖直向上的匀强电场，正电荷在电场中受到向上的电场力，负电荷受到向下的电场力；不带电的小球做平抛运动，带负电的小球做类平抛运动，加速度比重力加速度大，带正电的小球做加速度比重力加速度小的类平抛运动．由此根据平抛和类平抛运动规律求解．

解答：解：A、B、C、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：

三小球在水平方向都不受力，做匀速直线运动，由x=v₀t，v₀相等，则落在板上时，水平方向的距离x与下落时间t成正比，则知三小球在电场中运动时间为：t_A＞t_B＞t_C．
由于竖直位移大小相同，根据h=

1

2

at²，知三个球加速度的大小关系为：a_A＜a_B＜a_C．合外力大小关系为：F_A＜F_B＜F_C．故A球带正电，B球不带电，C球带负电，故A正确，BC错误；
D、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G+F，做功最多动能最大，带正电小球合力最小为G-F，做功最少动能最小，即E_C＞E_B＞E_A，故D错误．
故选：A

点评：确认不带电小球做平抛运动，带电小球做类平抛运动，分水平和竖直方向分析小球的运动，水平方向匀速直线运动，竖直方向初速度为0的匀加速直线运动，由运动的合成与分解进行分析．