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精英家教网地面附近处的电场的电场线如图所示,其中一条方向竖直向下的电场线上有a、b两点,高度差为h.质量为m、电荷量为-q的带电微粒(其所带电荷不影响原电场的分布),从a点由静止开始沿电场线运动,到b点时速度为
gh
.下列说法正确的是(  )
A、微粒从a点开始运动到b点的过程中加速度一直增大
B、微粒从a点开始运动到b点的过程中一定一直做加速运动
C、若换成质量为m、电荷量为-2q的带电微粒,从a点由静止释放,微粒将沿电场线在a、b两点间来回运动
D、若换成质量为m、电荷量为+2q的带电微粒,从a点由静止起沿电场线运动到b点时的速度为
2gh
分析:粒子在电场力与重力共同做功下,导致重力势能、电势能与动能间相互转化,但它们的之和不变.电场力做功,导致电势能变化;重力做功,导致重力势能变化.
解答:解:A、由静止开始沿电场线运动,到b点时速度为
gh
,故运动过程的加速度小于g,故电场力方向向上,由电场线的分布特点知,从A到B电场力变大,故加速度减小,故A错误.
B、微粒从a点开始运动到b点的过程中由于重力与电场力的大小未知,故加速度方向不能确定,故B错误.
C、带电微粒由a点开始运动到b点的过程中应用动能定理得,mgh-W=
1
2
×m×(
gh
)
2
;若换成质量为m、电荷量为-2q的带电微粒,从a点由静止释放则有:mgh-2W=
1
2
mv′2,解得v′=0,故微粒将沿电场线在a、b两点间来回运动,故C正确.
D、若自由落体,则从a点由静止起沿电场线运动到b点时的速度为
2gh
,故有电场力时,速度不会是
2gh
,故D错误.
故选:C
点评:查电场力做功表达式W=qU,与动能定理的应用,注意功的正负值,同时掌握电场力做功与电势能的变化关系,重力做功与重力势能变化的关系,关键由“到b点时速度为
gh
”挖掘出电荷的性质
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