Question

14．如圖，在光滑、絕緣的水平桌面上固定放置一光滑、絕緣的擋板ABCD，AB段為直線擋板，BCD段是半徑為R的圓弧擋板，擋板處于場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與圓直徑MN平行．現(xiàn)有一帶電量為q、質(zhì)量為m的小球由靜止從擋板內(nèi)側(cè)上的A點(diǎn)釋放，并且小球能沿?fù)醢鍍?nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)拋出，則（　�。�

• A． 小球運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)，擋板對(duì)小球的彈力可能為零
• B． 小球運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)，擋板對(duì)小球的彈力可能為E_q
• C． 小球運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)，擋板對(duì)小球的彈力可能E_q
• D． 小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，擋板對(duì)小球的彈力一定大于mg

Answer 1

分析 根據(jù)小球的運(yùn)動(dòng)情況，可知小球的合力方向，得知小球的電場(chǎng)力方向，從而得知小球的電性．小球沿?fù)醢鍍?nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)AB段垂直于擋板方向上的合力為零，判斷電場(chǎng)力與重力的大小關(guān)系．然后確定小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的等效最高點(diǎn)與大小最低點(diǎn)．小球在等效最高點(diǎn)存在臨界條件，在等效最低點(diǎn)對(duì)軌道的壓力最大

解答 解：小球從靜止A點(diǎn)釋放，能沿?fù)醢鍍?nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)拋出，知小球在AB段的合力方向沿AB向下，則電場(chǎng)力方向水平向右，小球一定帶正電；
小球受到的合力方向沿AB向下，所以小球在圓軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，圓軌道的等效最高點(diǎn)在MD到最高點(diǎn)間，圓軌道的等效最低點(diǎn)是的延長(zhǎng)線與右下方軌道的交點(diǎn)，位于N與C之間．
AB、小球運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力方向水平向右，小球水平方向的合力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力，故擋板對(duì)小球的彈力大于電場(chǎng)力qE，故AB均錯(cuò)誤；
C、小球運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)水平方向的合力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力，擋板對(duì)小球的作用力為qE，故C正確；
D、當(dāng)小球在點(diǎn)C時(shí)的速度大于0，小球豎直方向所受彈力提供小球圓周運(yùn)動(dòng)向心力，整個(gè)軌道是在水平面上，而不是豎直平面，所以c點(diǎn)彈力與重力無(wú)法比較，故D錯(cuò)誤．
故選：C

點(diǎn)評(píng) 本題考查了帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和牛頓第二定律的綜合運(yùn)用，關(guān)鍵是確定物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的等效最高點(diǎn)與等效最低點(diǎn)，確定各點(diǎn)小球?qū)�軌道的壓力的大小關(guān)系