Question

在一對(duì)很大的平行正對(duì)金屬板間可形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，通過(guò)改變兩金屬板間的電壓，可使其間的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨時(shí)間t按如圖所示的規(guī)律變化．在這個(gè)電場(chǎng)中間，有一個(gè)帶電粒子在t=0時(shí)刻由靜止釋放，若帶電粒子只受電場(chǎng)力作用，且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不接觸金屬板，則下列說(shuō)法中正確的是（　�。�

A．帶電粒子一定只向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)

B．0s～3.0s內(nèi)，電場(chǎng)力的沖量等于0，電場(chǎng)力的功小于0

C．4.0s未帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)

D．2.5s～4s內(nèi)，電場(chǎng)力的沖量等于0

Answer 1

分析：由圖象可知，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與方向的變化，當(dāng)帶電粒子由靜止釋放僅在電場(chǎng)力作用下，根據(jù)運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系可確定運(yùn)動(dòng)情況．

解答：解：由牛頓第二定律可知，帶電粒子在第1s內(nèi)的加速度a₁，為1s末到3s末加速度a₂=2a₁，因此先加速1s再減小0.5s速度為零，接下來(lái)的1.5s將一直反向加速，
A、帶電粒子在前1秒處于勻加速，在第二秒內(nèi)先做勻減速后反向加速，所以不是始終向一方向運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B、帶電粒子在0初速度都為零，在3s末速度不為0，所以動(dòng)能變化量為正，電場(chǎng)力做正功，電場(chǎng)力的沖量大于0．故B錯(cuò)誤；
C、粒子在1.5s末速度減為0，之后開(kāi)始反向運(yùn)動(dòng)，1.5s到4s內(nèi)一直反向運(yùn)動(dòng)，4s末粒子已經(jīng)回到原出發(fā)點(diǎn)后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)了一段時(shí)間，所以C錯(cuò)誤．
D、設(shè)2.5s末時(shí)的速度為v，在2.5s～4s內(nèi)，先以a₂加速0.5s，再以a₁減速運(yùn)動(dòng)1s，則4s末時(shí)速度v′=v+0.5a₂-a₁，因?yàn)閍₂=2a₁所以v′=v相等方向相同，根據(jù)沖量定理，則電場(chǎng)力的沖量為0，所以D正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵之處是電場(chǎng)強(qiáng)度大小不一，導(dǎo)致加速度不一，所以失去對(duì)稱性．若電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同，則帶電粒子一直同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)．