空间中有一方向沿竖直平面的匀强电场,另有一光滑绝缘杆,杆上套有电荷量为+Q质量为m的小球,现在电场所在竖直平面内将杆分别置于OA、OB、OC三个不同位置,其中OA为水平,OC竖直
空间中有一方向沿竖直平面的匀强电场,另有一光滑绝缘杆,杆上套有电荷量为+Q质量为m的小球,现在电场所在竖直平面内将杆分别置于OA、OB、OC三个不同位置,其中OA为水平,OC竖直,OB与水平面夹角60°.小球分别从杆端A、B、C静止释放,已知小球从A到O运动时间为从B到O运动时间的 倍,则可判断( )
A. 从C到O方向运动的时间小于从A到O的时间
B. 从C到O方向运动的时间大于从A到O的时间
C. 电场强度的最小值为
D. 电场强度的最小值为
【考点】: 匀强电场中电势差和电场强度的关系.
【专题】: 电场力与电势的性质专题.
【分析】: 小球在杆上均做匀加速直线运动,由时间之比求的加速度之比,而产生的加速度时重力和电场力的合力提供的,由牛顿第二定律即可判断加速度大小,由运动学公式求的时间;当电场方向垂直BO方向时有最小电场强度;
: A、小球在杆上均做匀加速直线运动,由时间之比为得:aA:aB=1:2, 设重力和电场力的合力为F合,方向与竖直方向成α角,则F合在AO、BO方向分力为1:2, 即:F合cos(30°﹣α)=2F合sinα 解得:α=30° 即重力和电场力的合力为F合沿BO方向, 则可得aC>aA,所以从C到O方向运动的时间小于从A到O的时间,故A正确,B错误 C、当电场方向垂直BO方向时有最小电场强度,则,故C正确,D错误 故选:AC
【点评】: 本题要注意分析带电小球的运动过程,属于牛顿第二定律的动态应用与电场结合的题目,此类问题要求能准确找出物体的运动过程,并能分析各力的变化,对学生要求较高
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