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?光滑水平面上有一邊長為L的正方形區(qū)域處在場強為E的勻強電場中?電場方向與正方形一邊平行.一質量為m、帶電量為q的小球由某一邊的中點?以垂直于該邊的水平初速v0進入該正方形區(qū)域.當小球再次運動到該正方形區(qū)域的邊緣時?具有的動能可能為( 。
A、
1
2
m
v
2
0
-qEL
B、
1
2
m
v
2
0
-
1
2
q
EL
C、
1
2
m
v
2
0
+
1
3
qEL
D、
1
2
mv
 
2
0
+
2
3
qEL
分析:要考慮電場方向的可能性,可能平行于AB向左或向右,也可能平行于AC向上或向下.若平行于AB,將做加速或減速,若平行于AC,將做類平拋運動,然后根據動能定理求解.
解答:精英家教網解:如圖所示,正方形區(qū)域ABCD處在場強為E的勻強電場中,假設小球帶正電.
A、B、若電場的方向平行于AB向左,小球在勻強電場中做勻減速直線運動,根據動能定理得:-qEL=Ek-
1
2
m
v
2
0
,則Ek=
1
2
m
v
2
0
-qEL,到達BD邊時動能為
1
2
m
v
2
0
-qEL.故A正確,B錯誤.
C、D、若電場的方向平行于AC向上或向下,小球在勻強電場中做類平拋運動,偏轉位移最大為
1
2
L,電場力做功最多為qE
1
2
L,根據動能定理,則最大動能為
1
2
mv02+
1
2
qEL,若小球從BD射出電場,動能可能為為
1
2
mv02+
1
3
qEL,不可能為
1
2
mv02+
2
3
qEL,故C正確,D錯誤.
故選:AC.
點評:解決本題的關鍵要考慮電場方向的可能性,判斷出各種方向下小球做什么運動.
練習冊系列答案
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