Question

18．如圖所示，平行板電容器充電后形成一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，大小保持不變．讓質(zhì)子（${\;}_{1}^{1}$H）流以不同初速度，先、后兩次垂直電場(chǎng)射入，分別沿a、b軌跡落到極板的中央和邊緣，則質(zhì)子流沿b軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)（　　）

• A． 加速度更大
• B． 初速度更小
• C． 動(dòng)能增量更大
• D． 兩次的電勢(shì)能增量相同

Answer 1

分析 質(zhì)子垂直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得到加速度的表達(dá)式，再由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)出偏轉(zhuǎn)距離y的表達(dá)式，進(jìn)行分析初速度關(guān)系．由圖看出，兩次質(zhì)子的偏轉(zhuǎn)距離y相等．由動(dòng)能定理分析動(dòng)能的增量關(guān)系，再由能量守恒分析電勢(shì)能增量關(guān)系

解答 解：
A、加速度為 a=$\frac{qE}{m}$，質(zhì)子的質(zhì)量m和電量q不變，場(chǎng)強(qiáng)E相同，則加速度相同．故A錯(cuò)誤．
B、質(zhì)子在豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則偏轉(zhuǎn)距離 y=$\frac{1}{2}a{t}^{2}=\frac{1}{2}\frac{qE}{m}\frac{{x}^{2}}{{v}_{0}^{2}}$，x是水平位移，由圖看出，y相同，則知，v₀越大時(shí)，x越大，故質(zhì)子沿b軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)初速度v₀更大．故B錯(cuò)誤．
CD、電場(chǎng)力做功為W=qEy，可見，電場(chǎng)力做功相同，動(dòng)能增量相同，由能量守恒得知，兩次的電勢(shì)能增量相同．故CD正確．
故選：CD

點(diǎn)評(píng) 本題是類平拋運(yùn)動(dòng)的類型，運(yùn)用牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)能定理結(jié)合分析，比較簡(jiǎn)單