Question

在豎直平面內(nèi)有一邊長為l的正方形區(qū)域處在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，電場方向與正方形一邊平行．一質(zhì)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v進(jìn)入該正方形區(qū)域．當(dāng)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．0
B．
C．
D．

Answer 1

【答案】分析：要考慮電場方向的可能性，如圖，可能平行于AB向左或向右，也可能平行于AC向上或向下．分析重力和電場力做功情況，然后根據(jù)動能定理求解．
解答：解：若電場方向平行于AC：
①電場力向上，且大于重力，小球向上偏轉(zhuǎn)，電場力做功為qEl，重力做功為-mg，根據(jù)動能定理得：
E_k-=qEl-mgl，得 E_k=+qEl-mgl；
②電場力向上，且等于重力，小球不偏轉(zhuǎn)，做勻速直線運動，則E_k=．
若電場方向平行于AC，電場力向下，小球向下偏轉(zhuǎn)，電場力做功為qEl，重力做功為mgl，根據(jù)動能定理得：
E_k-=qEl+mgl，得 E_k=+qEl+mgl；
由上分析可知，電場方向平行于AC，粒子離開電場時的動能不可能為0．
若電場方向平行于AB：
   若電場力向右，水平方向和豎直方向上都加速，粒子離開電場時的動能大于0．若電場力向右，小球從D點離開電場時，有 E_k-=qEl+mgl，則得E_k=+qEl+mgl；
  若電場力向左，水平方向減速，豎直方向上加速，粒子離開電場時的動能也大于0．故粒子離開電場時的動能都不可能為0．
故選BCD
點評：解決本題的關(guān)鍵分析電場力可能的方向，判斷電場力與重力做功情況，再根據(jù)動能定理求解動能．