题目内容

【题目】在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场,质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出,从B点进入电场,到达C点时速度方向恰好水平,A、B、C三点在同一直线上,且AB=2BC,如右图所示.下列正确的是( )

A. 电场力大小为3mg

B. 小球从 A 到 B 与从 B 到 C 运动时间相同

C. 小球从A到B重力做功与从B到C克服电场力做功相等

D. 小球从A到B与从B到C的速度变化量相等

【答案】AD

【解析】

带电小球从A到C,设在进入电场前后两个运动过程水平分位移分别为x1和x2,竖直分位移分别为y1和y2,经历的时间为分别为t1和t2.在电场中的加速度为a。则从A到B过程小球做平抛运动,则有:x1=v0t1;从B到C过程,有:x2=v0t2;由题意有:x1=2x2;则得:t1=2t2;即小球从A到B是从B到C运动时间的2倍。又 y1=gt12,将小球在电场中的运动看成沿相反方向的类平抛运动,则有:y2=at22,根据几何知识有:y1:y2=x1:x2;解得:a=2g;根据牛顿第二定律得:F-mg=ma=2mg,解得F=3mg;选项A正确,B错误;因AB和BC的竖直高度之比是y1:y2= 2:1,则小球从A到B重力做功与从B到C克服电场力做功之比为:mgy1:Fy2=2:3,选项C错误;根据速度变化量△v=at,则得:AB过程速度变化量大小为△v1=gt1=2gt2;BC过程速度变化量大小为△v2=at2=2gt2;所以小球从A到B与从B到C的速度变化量大小相等。故D正确。故选AD。

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