Question

如图所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中，以初速度v₀沿ON在竖直面内做匀变速直线运动。ON与水平面的夹角为30°，重力加速度为g，且mg＝qE，则（  ）

A．电场方向竖直向上

B．小球运动的加速度大小为g/2

C．小球上升的最大高度为

D．若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为

Answer

D

【解析】

试题分析：小球做匀变速直线运动，合力应与速度在同一直线上，即在ON直线上，因，所以电场力与重力关于ON对称，根据数学知识得：电场力与水平方向的夹角应为，受力情况如图一所示，合力沿ON方向向下，大小为，所以加速度为，方向沿ON向下．故A、B错误；经对A的分析可知，小球做匀减速直线运动，由运动学公式可得最大位移为，则最大高度为，故C错误；若小球在初始位置的电势能为零，在减速运动至速度为零的过程中，小球克服电场力做功和克服重力做功是相等的，由能量的转化与守恒可知，小球的初动能一半转化为电势能，一半转化为重力势能，初动能为，小球的最大电势能为，故D正确。

考点：带电粒子在混合场中的运动、电势能、匀强电场中电势差和电场强度的关系

【名师点睛】本题考查带电粒子在复合场中的运动情况，应在正确分析小球受力情况的基础上，运用牛顿第二定律、运动学公式和功能关系分析，采用的力学方法进行分析。