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在空间某一匀强电场中,将一质量为m,电荷量为q的小球由静止释放,带电小球的运动轨迹为一直线,该直线与竖直方向成锐角θ,电

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/08 02:37:28
在空间某一匀强电场中,将一质量为m,电荷量为q的小球由静止释放,带电小球的运动轨迹为一直线,该直线与竖直方向成锐角θ,电场强度大小为E.则下列说法中正确的是(  )
A. 由于小球所受的电场力和重力做功均与路径无关,故小球的机械能守恒
B. 若E=
mgsinθ
q
A、小球机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功,本题中电场力对小球做功,故小球机械能不守恒,故A错误;
B、对小球进行受力分析有:

当E=
mgsinθ
q,时电场力F=qE=mgsinθ,如图可知,重力在垂直轨道方向的最小分力就是mgsinθ,故要使粒子沿直线运动,则电场力必与轨迹垂直,此过程中小球虽受电场力作用,但电场力不做功,小球满足机械能守恒,故B正确;
C、D、对小球进行受力分析有当电场E=
mgtanθ
q,时电荷受电场力F=qE=mgtanθ,如图:

重力在垂直轨道方向的最小分力就是mgsinθ,而电场力大小为mgtanθ在垂直轨迹方向的分力必与重力的分力平衡,令此时电场力与轨迹成α角,粒子沿θ的直线运动时有:
mgsinθ=Fsinα,代入E的大小有:mgsinθ=mgtanθsinα即:sinα=
sinθ
tanθ=cosθ
因为θ为锐角,在sinα=cosθ成立的条件下α可以是锐角也可以是钝角,如果是锐角,在粒子运动过程中电场力做正功、重力做正功,粒子动能肯定增加,电势能减小,若α为钝角时,电场力对粒子做负功,粒子电势能增加,此时垂直轨迹方向有mgsinθ=mgtanθsinα,当θ<
π
4,tanθ<1,所以有sinα>sinθ,根据三角函数知,此时|cosα|<cosθ故mgcosθ>mgtanθ|cosα|,重力沿轨迹向下的分力大于电场力沿轨迹向上的力,故合力对粒子做正功,粒子动能变大.同理若θ>
π
4,tanθ>1,所以有sinα<sinθ,由三角函数知|cosα|>cosθ,故此时电场力和重力的合力沿轨迹向上,电场力做正功,电势能减小.故由此分析知C正确,D错误.
故选:BC.
在匀强电场中,将一质量为m,电荷量为q的小球由静止释放,带电小球的运动轨迹为一直线,该直线与竖直方向的夹角为θ,如图所示 在匀强电场中,将电荷量为Q、质量为M的小球由静止释放,带电小球的运动轨迹为一直线,该直线与竖直方向夹角为A,那么匀强电场 匀强电场中,将电荷量为Q、质量为M的小球由静止释放,带电小球的运动轨迹为一直线,该直线与竖直方向夹角为 在匀强电场中将一质量为M、电荷量为Q的带电小球由静止释放,小球的运动轨迹为一直线(南偏东θ度),该直线与与竖直方向之间夹 如图在匀强电场中,有一质量为m,电量为q的小球从A点由静止释放,运动轨迹为一直线,该直线与竖直方向的夹角为θ,那么匀强电 匀强电场中质量为m、带电荷量为+q的小球,从O点由静止开始释放后,小球沿着与竖直方向成θ角的直线OA斜向下运动,满足上述 在匀强电场中,将一质量为m,电荷量为q的小球由静止释放, 在电场强度大小为E的匀强电场中,将一个质量为m、电荷量为q的带电小球由静止开始释放,带电小球与竖直方... 一质量为m、电荷量为q的小球,在匀强电场中由静止释放,小球沿着一个与竖直向下夹角为30°的方向作匀加速直线运动.则下列关 在电场强度大小为E的匀强电场中,将一个质量为m、电量为q的带电小球由静止开始释放,带电小球沿与竖直方向成q角做直线运动. 丝线长为L吊着一质量为m的带电量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成37°角,现突然将该电场 如图所示,小球的质量m,带电量为q,悬挂小球的丝线与竖直方向成θ角时,小球恰好在匀强电场中静止不动