Question

【題目】一個質量為m，電荷量為+q的小球以初速度v0水平拋出，在小球經過的豎直平面內，存在著若干個如圖所示的無電場區和有理想上下邊界的勻強電場區，兩區域相互間隔，豎直高度相等，電場區水平方向無限長．已知每一電場區的場強大小相等，方向豎直向上，不計空氣阻力，下列說法正確的是（ ）

A. 小球在水平方向一直做勻速直線運動

B. 若場強大小等于，則小球經過每一電場區的時間均相同

C. 若場強大小等于，則小球經過每一無電場區的時間均相同

D. 無論場強大小如何，小球通過所有無電場區的時間均相同

Answer 1

【答案】AC

【解析】

試題將小球的運動沿著水平方向和豎直方向正交分解水平方向不受外力，以v做勻速直線運動，故A正確；豎直方向，在無電場區只受重力，加速度為g，豎直向下，有電場區除重力外，還受到向上的恒定的電場力作用，加速度的大小和方向取決于合力的大小和方向當電場強度等于時，電場力等于mg，故在電場區小球所受的合力為零，在無電場區小球勻加速運動，故經過每個電場區，小球的速度均不等，因而小球經過每一無電場區的時間均不相等，故B錯誤；當電場強度等于時，電場力等于2mg，故在電場區小球所受的合力大小等于mg，方向豎直向上，加速度大小等于g，方向豎直向上，根據運動學公式，有：經過第一個無電場區y=gt12，v1=gt1，經過第一個電場區，y=v1t2-gt22，v2=v1-gt2，聯立解得t1=t2，v2=0。接下來小球的運動重復前面的過程，即每次通過無電場區都是自由落體運動，每次通過電場區都是末速度為零勻減速直線運動，故C正確；通過前面的分析可知，物體通過每個無電場區的初速度不一定相同，所以，通過電場的時間不同；故D錯誤。