Question

4．如圖甲所示，兩個平行金屬板P、Q正對豎直放置，兩板間加上如圖乙所示的交變電壓，t=0時，P板比Q板電勢高U₀，在兩板的正中央M點有一電子在電場力作用下由靜止開始運動（電子所受重力可忽略不計），已知電子在0～4t₀時間內(nèi)未與兩板相碰，則下列說法中正確的是（　�。�

• A． 2t₀～3t₀時間內(nèi)電子運動的速度方向向左，且速度大小逐漸減小
• B． 3t₀～4t₀時間內(nèi)電子運動的速度方向向右，且速度大小逐漸減小
• C． t₀～2t₀時間內(nèi)電子的電勢能增加
• D． 在3t₀時刻電子的機械能最小

Answer 1

分析 平行板電容器兩極板帶電后形成勻強電場，帶電離子在電場中受到力的作用，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，分析各時間段電子的運動性質(zhì)；電場力做負功，電勢能增加，機械能減小，電場力做正功，電勢能減小，機械能增加．

解答 解：在0～t₀時間內(nèi)，P板電勢高，場強方向水平向右，所以電子所受電場力方向向左，加速度方向也向左，所以電子向左做勻加速直線運動，在t₀時刻，速度最大；在t₀～2t₀時間內(nèi)，Q板電勢高，場強方向水平向左，電子加速度向右，所以電子向左做勻減速直線運動，在2t₀時刻，速度減為0；在2t₀～3t₀時間內(nèi)，Q板電勢高，場強方向水平向左，電子加速度向右，所以電子向右做勻加速直線運動，在3t₀時刻，速度最大；3t₀～4t₀時間內(nèi)，P板電勢高，場強方向水平向右，所以電子所受電場力方向向左，加速度方向也向左，所以電子向右做勻減速直線運動，在4t₀時刻，速度減為0，回到遠處；所以：
A、在2t₀～3t₀時間內(nèi)，電子運動的速度方向向右，且速度大小逐漸增大，故A錯誤；
B、在3t₀～4t₀時間內(nèi)，電子運動的速度方向向右，且速度大小逐漸減小，故B正確；
C、在t₀～2t₀時間內(nèi)，電子向左做勻減速直線運動，電場力做負功，電勢能增加，故C正確；
D、在3t₀時刻，速度最大，機械能最大，故D錯誤．
故選：BC．

點評 電子在極板間做往復運動，分析各時間段電子的運動性質(zhì)是解答此題的關鍵．也可以畫出電子運動的速度時間圖象求解，難度適中．