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带电粒子以速度v0沿竖直方向垂直进入匀强电场E中,如图示,经过一段时间后,其速度变为水平方向,大小仍为v0,则一定有(  )
分析:带电粒子在重力与电场力共同作用下,从A点到B点过程中,竖直方向重力做负功,导致速度减小;水平方向电场力做正功,导致速度增大.同时根据动能定理可知,重力做功与电场力做功的关系.粒子运动的水平位移大小与竖直方向的位移大小,是由重力与电场力大小决定,从而可判定电势能与机械能变化的关系.
解答:解:A、由BC选项知qES=mgh,s=h,所以重力大小与电场力大小相同,A正确;
B、将粒子的运动分解成水平方向与竖直方向,根据分运动的等时性,由运动学公式可知,水平方向与竖直方向加速度大小相等,位移大小也相等.故B错误;
C、选取A到B过程中,根据动能定理,则有:qEs-mgh=0,得电场力所做的功一定等于克服重力所做的功,故C错误;
D、由C选项可知,电场力做正功,导致电势能减小,而克服重力做功,导致重力势能增加,所以电势能与机械能之和不变,即有电势能的减少一定等于机械能的增加,故D错误;
故选:A.
点评:考查运动如何分解,及分运动的等时性,并要掌握运动学公式,牛顿第二定律,动能定理,及能量守恒定律.并理解电场力做功与电抛能变化关系.
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(1)如果带电粒子的速度变为v0,则离开电场时,沿场强方向偏转的距离为多少?

(2)如果带电粒子的速度变为v0,板长L不变,当它的竖直位移仍为d时,它的水平总位移为多少?

 

 

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