题目内容
【题目】竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场,其极板带电量为Q,在两极板之间,用轻质绝缘丝线悬挂质量为m,电量为q的带电小球(可看成点电荷),丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡,此时小球离右板距离为b,离左板的距离为2b,如图所示,则( )
A. 小球受到电场力为
B. 若将小球移到悬点下方竖直位置,小球的电势能减小
C. 若将细绳剪断,小球经时间到达负极
D. 小球带正电,极板之间的电场强度大小为
【答案】C
【解析】
对小球受力分析,据平衡条件可得小球所受电场力,另对小球而言,板上电荷不能视为在同一水平线上的点电荷,两板对小球的电场力。据小球所受电场力和场强的定义式可得极板之间的电场强度。据电场力的方向,可得将小球移到悬点下方竖直位置过程中电场力做功的正负,从而判断小球电势能的变化。细绳剪断后小球做匀加速直线运动,将小球的运动分解成水平方向和竖直方向,据运动学公式和牛顿运动定律可得小球到达负极所需时间。
AD:对小球受力分析,由平衡条件可得,则小球受到电场力,极板之间的电场强度。对小球而言,板上电荷不能视为与小球在同一水平线上的点电荷,则两板对小球的电场力。故AD两项错误。
B:小球所受电场力水平向右,将小球移到悬点下方竖直位置,电场力对小球做负功,小球的电势能增加。故B项错误。
C:细绳剪断后小球做匀加速直线运动,将小球的运动分解成水平方向和竖直方向,对水平方向、,解得:小球到达负极所需时间。故C项正确。
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