问题 多选题

如图所示,一个带电油滴,从O点以速度v向右上方 射入匀强电场中,v的方向与电场方向成α角,测得油滴到达运动轨迹的最高点P时,它的速度大小仍为v,则下列说法正确的是(  )

A.重力和电场力的合力方向和OP垂直

B.不管油滴带何种电荷,P点总是在O点的右上方

C.O、P与初速v所成的角度可能为

α
2
,也可能为
π-α
2

D.到达最高点时,重力和电场力对小球做功的瞬时功率为0

答案

A、将油滴所受的电场力和重力的合力作为油滴的等效重力G′,所以小球的运动为“类斜上抛运动”.因此PO连线相当于在同一“高度”,所以等效的重力垂直于OP连线,故A正确;

B、当油滴带正电时,电场力向右,则油滴向右上方偏,所以P点在O点的右上方;若油滴带负电时,电场力向左,则油滴先向右上方偏,后向左上方运动,所以P点在O点的左上方.故B错误;

C、将油滴所受的电场力和重力的合力作为油滴的等效重力G′,所以小球的运动为“类斜上抛运动”.(1)若油滴带正电,则油滴向右做类斜抛运动,轨迹如图5所示.当油滴运动到最高点P时,速度方向水平,由题意知此时油滴的速度大小仍为v,所以OP两点均位于x轴上,由类斜抛运动的特点可知速度方向如图5所示,则2β=α,所以β=

α
2
,即OP与初速度v的夹角为
α
2
,而G与Eq的合力G′与x轴垂直,所以选项A正确.(2)若油滴带负电,则带电粒子的运动轨迹及速度方向如图6所示,用同样的方法可求得OP与初速度v的夹角为
π-α
2
,所以选项C正确.

D、在最高点P,等效重力G′与速度v的方向不垂直,所以其瞬时功率不为零,故D错误;

故选:AC

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