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,擋板處于場強為E的勻強電場中,電場方向與圓直徑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)側上的A點釋放,并且小球能沿擋板內(nèi)側運動到D點拋出,則( 。
A.小球運動到N點時,擋板對小球的彈力可能為零
B.小球運動到N點時,擋板對小球的彈力可能為Eq
C.小球運動到M點時,擋板對小球的彈力可能Eq
D.小球運動到C點時,擋板對小球的彈力一定大于mg

分析 根據(jù)小球的運動情況,可知小球的合力方向,得知小球的電場力方向,從而得知小球的電性.小球沿擋板內(nèi)側運動,根據(jù)AB段垂直于擋板方向上的合力為零,判斷電場力與重力的大小關系.然后確定小球運動過程中的等效最高點與大小最低點.小球在等效最高點存在臨界條件,在等效最低點對軌道的壓力最大

解答 解:小球從靜止A點釋放,能沿擋板內(nèi)側運動到D點拋出,知小球在AB段的合力方向沿AB向下,則電場力方向水平向右,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)運動的過程中,圓軌道的等效最高點在MD到最高點間,圓軌道的等效最低點是的延長線與右下方軌道的交點,位于N與C之間.
AB、小球運動到N點時,電場力方向水平向右,小球水平方向的合力提供圓周運動向心力,故擋板對小球的彈力大于電場力qE,故AB均錯誤;
C、小球運動到M點時水平方向的合力提供圓周運動向心力,擋板對小球的作用力為qE,故C正確;
D、當小球在點C時的速度大于0,小球豎直方向所受彈力提供小球圓周運動向心力,整個軌道是在水平面上,而不是豎直平面,所以c點彈力與重力無法比較,故D錯誤.
故選:C

點評 本題考查了帶電粒子在勻強電場中的運動和牛頓第二定律的綜合運用,關鍵是確定物體運動過程中的等效最高點與等效最低點,確定各點小球?qū)壍赖膲毫Φ拇笮£P系

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