Question

【題目】如圖所示，有三個質量相等分別帶正電、負電和不帶電的小球，從P點以相同的初速度垂直電場方向進入勻強電場E中，它們分別落到A、B、C三點，則可判斷（　　）

A. 三個小球到達正極板時的動能關系是：

B. 三個小球在電場中運動的時間

C. 三個小球在電場中運動的加速度關系是：

D. 落到A點的小球帶負電，落到B點的小球不帶電

Answer 1

【答案】BC

【解析】

由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：

由圖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：。

所以落到A點的是帶正電小球；落到B點的是不帶電小球；落到C點的是帶負電小球。

A、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，做功最多，動能最大；帶正電小球合力最小為，做功最少，動能最小。即：，故A錯誤；

B、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，根據，，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，故，B正確；

CD、根據運動軌跡，結合受力分析可以判斷，落到A點的是帶正電小球；落到B點的是不帶電小球；落到C點的是帶負電小球，故，，，因，故，C正確，D錯誤；

故選BC。