一帶電液滴質量為m,帶電量為+q以初速度v0與水平方向成30°*向空間一勻強電場區域,液滴恰做直線運動,如圖所...
問題詳情:
一帶電液滴質量為m,帶電量為+q以初速度v0與水平方向成30°*向空間一勻強電場區域,液滴恰做直線運動,如圖所示,重力加速度為g,則( )
A. 液滴一定做勻變速直線運動
B. 勻強電場的最小場強的大小
C. 若場強E=,小球有可能運動的最大距離為
D. 若場強E=,並做勻變速直線運動,取小球在初始位置的電勢能為零,則小球電勢能的最大值為
【回答】
考點: 勻強電場中電勢差和電場強度的關係.
專題: 電場力與電勢的*質專題.
分析: 小球恰好作直線運動,合力方向與速度方向在同一直線上,運用作圖法分析電場力的最小值和方向,確定場強的大小及方向.
解答: 解:A、液滴恰做直線運動,若電場力與重力大小相等,方向相反,則液滴做勻速直線運動.故A錯誤;
B、小球恰好作直線運動,則其合力方向與速度方向在同一直線上,作出力的合成圖如圖,由圖可知,當電場力qE與速度方向垂直時,電場力最小,電場力最小值,則有:
qEmin=mgsin30°
得到,電場強度的最小值為Emin=,由於小球帶正電,則此場強方向垂直直線向上,即斜向左上方,與水平方向成30度.故B錯誤;
C、若場強E=,電場強度的方向可能向右上方如圖,也可能水平向左(未畫出);若水平向左,則合力的大小為2mg,小球的加速度的大小為2g,所以小球有運動的最大距離為.故C正確;
D、若場強E=,並做勻變速直線運動,則電場的方向如圖,則小球受到的合力大小為mg,加速度的大小為g,由運動學的公式可知,小球向上運動的最大位移為:
;取小球在初始位置的電勢能為零,則小球電勢能的最大值為=.故D錯誤.
故選:C
點評: 該題中,由於電場的方向未知,所以要結合題目中提供的條件,判斷出電場瓶內的方向,所以解答本題關鍵要掌握小球做直線運動的條件:合力方向與速度方向共線,運用作圖法得到電場力的最小值.
知識點:電勢差與電場強度的關係
題型:選擇題