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,从平行板电场中的P点以相同的初速度垂直于电场线方向进入电场,它们分别落到A、B、C三点( )
A.落到A点的小球带正电,落到B点的小球不带电
B.三小球在电场中运动的时间相等
C.三小球到达正极板时动能关系是EkA>EkB>EkC
D.三小球在电场中运动的加速度关系是aA<aB<aC
【答案】AD
【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,即有
故C错误;
D.因为A带正电,B不带电,C带负电,所以
由受力分析可知,
故D正确。
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