Question

【題目】如圖所示，有三個質量相等，分別帶正電、負電和不帶電小球，從平行板電場中的 P 點以相同的初速度垂直于 E 進入電場，它們分別落到 A 、 B 、 C 三點（　 　）

A. 落到 A 點的小球帶正電，落到 B 點的小球不帶電

B. 三小球在電場中運動的時間相等

C. 三小球到達正極板時動能關系： E KA ＞ E KB ＞ E KC

D. 三小球在電場中運動的加速度關系： a A ＞ a B ＞ a C

Answer 1

【答案】A

【解析】

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．由此根據平拋和類平拋運動規律求解。

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：

帶正電小球做類平拋運動：

帶負電小球做類平拋運動：

根據題意，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，在豎直方向產生的位移h相等，

據得三小球運動時間，正電荷最長，不帶電小球次之，帶負電小球時間最短；

A項：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A正確；

B項：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B錯誤；

C項：根據動能定理，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，做功最少動能最小，故C錯誤；

D項：因為A帶正電，B不帶電，C帶負電，所以aA=a2，aB=a1，aC=a3，所以aA＜aB＜aC，故D錯誤。