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(2007?江蘇模擬)在豎直平面內(nèi)有一邊長為l的正方形區(qū)域處在場強為E的勻強電場中,電場方向與正方形一邊平行.一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球由某一邊的中點,以垂直于該邊的水平初速v0進入該正方形區(qū)域.當小球再次運動到該正方形區(qū)域的邊緣時,具有的動能可能為(  )
分析:要考慮電場方向的可能性,如圖,可能平行于AB向左或向右,也可能平行于AC向上或向下.分析重力和電場力做功情況,然后根據(jù)動能定理求解.
解答:解:若電場方向平行于AC:
①電場力向上,且大于重力,小球向上偏轉(zhuǎn),電場力做功為
1
2
qEl,重力做功為-
1
2
mg,根據(jù)動能定理得:
Ek-
1
2
m
v
2
0
=
1
2
qEl-
1
2
mgl,得 Ek=
1
2
m
v
2
0
+
1
2
qEl-
1
2
mgl;
②電場力向上,且等于重力,小球不偏轉(zhuǎn),做勻速直線運動,則Ek=
1
2
m
v
2
0

若電場方向平行于AC,電場力向下,小球向下偏轉(zhuǎn),電場力做功為
1
2
qEl,重力做功為
1
2
mgl,根據(jù)動能定理得:
Ek-
1
2
m
v
2
0
=
1
2
qEl+
1
2
mgl,得 Ek=
1
2
m
v
2
0
+
1
2
qEl+
1
2
mgl;
由上分析可知,電場方向平行于AC,粒子離開電場時的動能不可能為0.
若電場方向平行于AB:
   若電場力向右,水平方向和豎直方向上都加速,粒子離開電場時的動能大于0.若電場力向右,小球從D點離開電場時,有 Ek-
1
2
m
v
2
0
=qEl+
1
2
mgl,則得Ek=
1
2
m
v
2
0
+qEl+
1
2
mgl;
  若電場力向左,水平方向減速,豎直方向上加速,粒子離開電場時的動能也大于0.故粒子離開電場時的動能都不可能為0.
故選BCD
點評:解決本題的關鍵分析電場力可能的方向,判斷電場力與重力做功情況,再根據(jù)動能定理求解動能.
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(1)所需的向心力為多大?
(2)所需的摩擦力為多大?
(3)所需的氣動壓力為多大?

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