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如图所示,竖直方向上固定一光滑绝缘细杆,两电荷量相等的正点电荷M、N关于细杆对称固定。两电荷连线中点为O,带正电的小球套在细杆上,从距中点O高为处的P点静止释放,经过时间运动到O点。此过程中小球速度的大小v、加速度的大小a、动能Ek、电势能Ep(无穷远处电势为0)随时间t或下降距离h的变化图像可能正确的有( )
A. B.
C. D.
【回答】
BCD
【解析】
AB.根据等量同种正点电荷的特点可知,MN在杆的位置处的电场线的方向向上,从杆与MN的连线的交点处向上,电场强度的大小从0先增大后减小。小球受重力,如果开始时小球的位置在场强最大点的下方,则小球向下运动的过程中受到的电场力逐渐减小,所以小球的加速度逐渐增大,小球做加速度增大的加速运动;如果开始时小球的位置在最大的点的位置上方,则小球向下运动的过程中受到的电场力先增大后减小,所以小球的加速度可能先减小后增大,小球先做加速度减小的加速运动,后做加速度最大的加速运动;则B项中的速度变化是可能的,A项的加速度的变化是不可能的,故A错误,B正确;
C.如果开始时小球的位置在场强最大的点的位置上方,而且电场力最大的时候电场力大于重力,则小球向下运动的过程中受到的电场力先增大后减小,所以小球的加速度先减小然后反向增大,所以小球先做加速度减小的加速运动,后做加速度增大的减速运动;当经过了电场力得最大点后,又做加速度减小的减速运动,最后再做加速度增大的加速运动,该种情况下小球的运动过程最复杂,小球的速度先增大,然后减小,最后又增大。小球的动能也是先增大,然后减小,最后又增大,故C正确;
D.小球向下运动的过程中电场力一直做负功,所以小球的电势能一直增大,故D正确。
故选BCD。
知识点:带电粒子在电场中的运动
题型:选择题
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