Question

5．如圖所示，有三個(gè)質(zhì)量相等，分別帶正電，負(fù)電和不帶電的小球，從上、下帶電平行金屬板間的P點(diǎn)．以相同速率垂直電場方向射入電場，它們分別落到A、B、C三點(diǎn)，則（　�。�

• A． A帶正電、B不帶電、C帶負(fù)電
• B． 三小球在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間A球最大
• C． 在電場中加速度的關(guān)系是a_C＞a_B＞a_A
• D． 達(dá)到極板時(shí)，C粒子速率最大

Answer 1

分析 從圖象中可以看到上極板帶負(fù)電，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(fù)電荷受到向下的電場力；不帶電的小球做平拋運(yùn)動(dòng)，帶負(fù)電的小球做類平拋運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)．由此根據(jù)平拋和類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解．

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

三小球在水平方向都不受力，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則落在板上時(shí)水平方向的距離與下落時(shí)間成正比，由于豎直位移相同，
根據(jù)h=$\frac{1}{2}$at²，得水平位移最大的A球運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長即A球豎直方向的加速度最小，故A球帶正電，水平位移最小的C球加速度最大，故C球帶負(fù)電，則B球不帶電，故AC正確；
B、三小球在水平方向都不受力，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則落在板上時(shí)水平方向的距離與下落時(shí)間成正比，所以A球運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長，C球運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短，故B錯(cuò)誤．
D、根據(jù)動(dòng)能定理，三小球到達(dá)下板時(shí)的動(dòng)能等于這一過程中合外力對(duì)小球做的功．由受力圖可知，帶負(fù)電小球合力最大為G+F，做功最多動(dòng)能最大，帶正電小球合力最小為G-F，做功最少動(dòng)能最小，即E_C＞E_B＞E_A，因此到極板時(shí)，C粒子速率最大，故D正確．
故選：ACD．

點(diǎn)評(píng) 確認(rèn)不帶電小球做平拋運(yùn)動(dòng)，帶電小球做類平拋運(yùn)動(dòng)，分水平和豎直方向分析小球的運(yùn)動(dòng)，水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)的合成與分解進(jìn)行分析．