Question

6．如图所示，竖直放置的两个平行金属板间由匀强电场，在两极板之间等高处有两个质量相同的带电小球（不计两带电小球之间的电场影响），P小球从紧靠左极板处由静止开始释放，Q小球从两极板正中央由静止开始释放，两小球沿直线运动都打到右极板上的同一点，则从开始释放到打到右极板的过程中（　　）

• A． 它们的运动时间的关系为t_p＞t_Q
• B． 它们的电荷量之比为q_p：q_Q=2：1
• C． 它们的动能增量之比为△E_kp：△E_kQ=2：1
• D． 它们的电势能减少量之比为|△E_p：△E_Q|=2：1

Answer 1

分析 将两个小球的运动沿着水平和竖直方向正交分解，竖直方向只受重力，做自由落体运动；水平方向受到电场力，做初速度为零的匀加速直线运动，根据运动学公式、牛顿第二定律和功能关系联合列式分析．

解答 解：A、两小球在竖直方向都做自由落体运动，竖直分位移相等，由h=$\frac{1}{2}$gt²，得到时间相等，故A错误；
B、两球的水平分运动都是初速度为零的匀加速运动，根据牛顿第二定律，有
qE=ma    ①
根据位移时间关系公式，有
x=$\frac{1}{2}$at²   ②
由①②两式解得
x=$\frac{1}{2}$$\frac{qE}{m}$t²
由于两球的水平分位移之比为2：1，故电量之比为2：1，故B正确；
C、根据动能定理，有
mgh+qEx=△E_k
由于h未知，故C错误；
D、电场力做功等于电势能的减小量，故
△E_p减=qEx
由B选项分析可知，水平分位移之比为2：1，电量之比也为2：1，故电势能减小量之比为4：1，故D错误；
故选：B

点评 本题关键将两个小球的运动分解为水平方向和竖直方向的分运动，然后结合运动学公式、牛顿运动定律和动能定理列式分析．