如图所示,有三个质量相等,分别带正电、带负电和不带电的小球,从平行板电场的中点以相同的初速度垂直于电场方向进入电场,它们分别落在A、B、C三点,可以判断( )
A.落在A点的小球带正电,落在B点的小球不带电
B.三个小球在电场中运动的时间相等
C.三个小球到达极板时的动能关系为EkA>EkB>EkC
D.三个小球在电场中运动时的加速度关系为aA>aB>aC
在平行金属板间不带电小球、带正电小球和带负电小球的受力如下图所示:
由此可知不带电小球做平抛运动a1=
,带正电小球做类平抛运动a2=G m
,带负电小球做类平抛运动a3=G-F m
.G+F m
根据题意,三小球在竖直方向都做初速度为0的匀加速直线运动,球到达下极板时,在竖直方向产生的位移h相等,据t=
得三小球运动时间,正电荷最长,不带电小球次之,带负电小球时间最短.2h a
A、三小球在水平方向都不受力,做匀速直线运动,则落在板上时水平方向的距离与下落时间成正比,故水平位移最大的A是带正电荷的小球,B是不带电的小球,C带负电的小球.故A正确.
B、由于三小球在竖直方向位移相等,初速度均为0,由于电场力的作用,三小球的加速度不相等,故它们的运动时间不相等,故B错误;
C、根据动能定理,三小球到达下板时的动能等于这一过程中合外力对小球做的功.由受力图可知,带负电小球合力最大为G+F,做功最多动能最大,带正电小球合力最小为G-F,做功最少动能最小.故C错误.
D、因为A带正电,B不带电,C带负电,所以aA=a2,aB=a1,aC=a3,所以aA<aB<aC.故D错误.
故选:A.