一带电液滴质量为m,带电量为+q以初速度v0与水平方向成30°*向空间一匀强电场区域,液滴恰做直线运动,如图所...
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问题详情:
一带电液滴质量为m,带电量为+q以初速度v0与水平方向成30°*向空间一匀强电场区域,液滴恰做直线运动,如图所示,重力加速度为g,则( )
A. 液滴一定做匀变速直线运动
B. 匀强电场的最小场强的大小
C. 若场强E=,小球有可能运动的最大距离为
D. 若场强E=,并做匀变速直线运动,取小球在初始位置的电势能为零,则小球电势能的最大值为
【回答】
考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系.
专题: 电场力与电势的*质专题.
分析: 小球恰好作直线运动,合力方向与速度方向在同一直线上,运用作图法分析电场力的最小值和方向,确定场强的大小及方向.
解答: 解:A、液滴恰做直线运动,若电场力与重力大小相等,方向相反,则液滴做匀速直线运动.故A错误;
B、小球恰好作直线运动,则其合力方向与速度方向在同一直线上,作出力的合成图如图,由图可知,当电场力qE与速度方向垂直时,电场力最小,电场力最小值,则有:
qEmin=mgsin30°
得到,电场强度的最小值为Emin=,由于小球带正电,则此场强方向垂直直线向上,即斜向左上方,与水平方向成30度.故B错误;
C、若场强E=,电场强度的方向可能向右上方如图,也可能水平向左(未画出);若水平向左,则合力的大小为2mg,小球的加速度的大小为2g,所以小球有运动的最大距离为.故C正确;
D、若场强E=,并做匀变速直线运动,则电场的方向如图,则小球受到的合力大小为mg,加速度的大小为g,由运动学的公式可知,小球向上运动的最大位移为:
;取小球在初始位置的电势能为零,则小球电势能的最大值为=.故D错误.
故选:C
点评: 该题中,由于电场的方向未知,所以要结合题目中提供的条件,判断出电场瓶内的方向,所以解答本题关键要掌握小球做直线运动的条件:合力方向与速度方向共线,运用作图法得到电场力的最小值.
知识点:电势差与电场强度的关系
题型:选择题
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