Question

10．如圖所示，有三個(gè)質(zhì)量相等的分別帶正電、負(fù)電和不帶電的粒子，從兩水平放置的金屬板左側(cè)中央以相同的水平初速度v₀先后射入電場(chǎng)中，最后在正極板上打出A、B、C三個(gè)點(diǎn)，則（　　）

• A． 三種粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間不相同
• B． 三種粒子到達(dá)正極板時(shí)速度相同
• C． 三種粒子到達(dá)正極板時(shí)落在A、C處的粒子機(jī)械能增大，落在B處粒子機(jī)械能不變
• D． 落到A處粒子帶負(fù)電，落到C處粒子帶正電

Answer 1

分析 因?yàn)樯蠘O板帶負(fù)電，所以平行板間有豎直向上的電場(chǎng)，正電荷在電場(chǎng)中受到向上的電場(chǎng)力，負(fù)電荷受到向下的電場(chǎng)力．則不帶電的小球做平拋運(yùn)動(dòng)，帶負(fù)電的小球做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，加速度比重力加速度大，帶正電的小球做加速度比重力加速度小的類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)．由此根據(jù)平拋和類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解．

解答 解：A、根據(jù)題意，三小球在豎直方向都做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，球到達(dá)下極板時(shí)，在豎直方向產(chǎn)生的位移h相等：h=$\frac{1}{2}$at²，
解得：t=$\sqrt{\frac{2h}{a}}$；
由于平行板間有豎直向上的電場(chǎng)，正電荷在電場(chǎng)中受到向上的電場(chǎng)力，向下的合力最小，向下的加速度最小，負(fù)電荷受到向下的電場(chǎng)力，向下的合力最大，向下的加速度最大，不帶電的小球做平拋運(yùn)動(dòng)，加速度為重力加速度g，根據(jù)t=$\sqrt{\frac{2h}{a}}$得到正電荷運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短，不帶電的小球所用時(shí)間處于中間；故A正確．
BC、3種粒子下落過(guò)程有重力和電場(chǎng)力做功，它們的初動(dòng)能相同，根據(jù)動(dòng)能定理合力做功越多則末動(dòng)能越大，而重力做功相同，A粒子帶負(fù)電，電場(chǎng)力做正功；B粒子不帶電，電場(chǎng)力不做功；C粒子帶正電電場(chǎng)力做負(fù)功；所以動(dòng)能E_kC＜E_kB＜E_kA，故BC錯(cuò)誤．
D、三粒子水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平位移：x=v₀t，由于初速度相同，所用時(shí)間越長(zhǎng)則水平位移越大，所用A粒子帶負(fù)電，B粒子不帶電，C粒子帶正電，故D正確．
故選：AD．

點(diǎn)評(píng) 確認(rèn)不帶電小球做平拋運(yùn)動(dòng)，帶電小球做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，分水平和豎直方向分析小球的運(yùn)動(dòng)，水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)的合成與分解進(jìn)行分析．