Question

有三個質(zhì)量相等，分別帶正電、負電和不帶電的小球，從平行板電場中的P點以相同的初速度垂直進入電場，它們分別落在下板的A、B、C三點（如圖所示），由此可判斷（　�。�

A．三個球在電場中運動的時間相等

B．落到A點的小球帶正電，落到B點的小球不帶電

C．三個小球到達正極板時的動能關(guān)系是：E_KC＞E_KB＞E_KA

D．三個小球在電場中運動的加速度關(guān)系是：a_A＞a_B＞a_C

Answer 1

分析：有圖可知上極板帶負電，所以平行板間有豎直向上的電場，正電荷在電場中受到向上的電場力，負電荷受到向下的電場力．則不帶電的小球做平拋運動，帶負電的小球做類平拋運動，加速度比重力加速度大，帶正電的小球做加速度比重力加速度小的類平拋運動．由此根據(jù)平拋和類平拋運動規(guī)律求解．

解答：解：在平行金屬板間不帶電小球、帶正電小球和帶負電小球的受力如下圖所示：

由此可知不帶電小球做平拋運動a₁=

G

m

，帶正電小球做類平拋運動a₂=

G-F

m

，帶負電小球做類平拋運動a₃=

F+G

m

．
根據(jù)題意，三小球在豎直方向都做初速度為0的勻加速直線運動，球到達下極板時，在豎直方向產(chǎn)生的位移h相等，據(jù)t=

2h a

得三小球運動時間，正電荷最長，不帶電小球次之，帶負電小球時間最短．
A、由于三小球在豎直方向位移相等，初速度均為0，由于電場力的作用，三小球的加速度不相等，故它們的運動時間不相等，故A錯誤．
B、三小球在水平方向都不受力，做勻速直線運動，則落在板上時水平方向的距離與下落時間成正比，故水平位移最大的A是帶正電荷的小球，B是不帶電的小球，C帶負電的小球．故B正確．
C、根據(jù)動能定理，三小球到達下板時的動能等于這一過程中合外力對小球做的功．由受力圖可知，帶負電小球合力最大為G+F，做功最多動能最大，帶正電小球合力最小為G-F，做功最少動能最�。�故C正確．
D、因為A帶正電，B不帶電，C帶負電，所以a_A=a₂，a_B=a₁，a_C=a₃，所以a_A＜a_B＜a_C．故D錯誤．
故選BC．

點評：確認不帶電小球做平拋運動，帶電小球做類平拋運動，分水平和豎直方向分析小球的運動，水平方向勻速直線運動，豎直方向初速度為0的勻加速直線運動，由運動的合成與分解進行分析．