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高中 | 带电粒子在等效重力场中的运动题目答案及解析如下,仅供参考!
选修3-1
第一章 静电场
1.9 带电粒子在电场中的运动
带电粒子在等效重力场中的运动
空间存在水平向左的匀强电场,一质量为$m$、带电量为$q$的小球由$M$点以速度$v_{0}$竖直向上抛出,运动到最高点$P$时速度大小恰好也为$v_{0}$,空气阻力不计,重力加速度为$g$,小球从$M$运动到$P$的过程中,下列说法正确的是$(\qquad)$
小球的电势能增加
","小球的机械能先减少后增加
","匀强电场的电场强度大小为$\\dfrac{mg}{2q}$
","小球运动过程中速度的最小值为$\\dfrac{\\sqrt{2}v_{0}}{2}$
"]$\rm AB$.小球运动过程中,电场力做正功,电势能减少,机械能增加,故$\rm AB$错误;
$\rm C$.小球在竖直方向做竖直上抛运动,从出发点运动到最高点$P$满足$t=\dfrac{v_{0}}{g}$
水平方向做初速度为$0$的匀加速直线运动,则$v_{0}=a_{x}t$
解得$a_{x}=g$
由$a_{x}=\dfrac{Eq}{m}$
解得匀强电场的电场强度大小为$E=\dfrac{mg}{q}$
故$\rm C$错误;
$\rm D$.根据矢量合成法则,小球的合加速度大小为$\sqrt{2}g$,将初速度沿加速度方向和垂直加速度方向分解,可知当沿着加速度方向的分速度为$0$时,小球的合速度最小,且合速度等于垂直于加速度方向的分速度,即$v=\dfrac{\sqrt{2}}{2}v_{0}$
故$\rm D$正确。
故选:$\rm D$。
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