Question

2．質(zhì)量相同的三個分別帶有正電、負電和不帶電的顆粒，從水平放置的平行帶電金屬板左側(cè)以相同速度v₀垂直電場線方向射入勻強電場，分別落在帶正電荷的下極板上的a、b、c三點處，如圖所示，以下判斷正確的是（　�。�

• A． 落在a點的顆粒帶負電、C點的帶正電、b點的不帶電
• B． 三個顆粒在電場中的加速度的關系是a_a＞a_b＞a_c
• C． 三個顆粒在電場中運動的時間關系是t_a＞t_b＞t_c
• D． 電場力對落在a點的顆粒做負功，對落在c點的顆粒做正功

Answer 1

分析 由圖，電容器上極板帶負電，下極板帶正電，平行板間有豎直向上的勻強電場，正電荷在電場中受到向上的電場力，負電荷受到向下的電場力，不帶電的小球做平拋運動，帶負電的小球做類平拋運動，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平拋運動．由此根據(jù)平拋和類平拋運動規(guī)律求解．

解答 解：A、B、C根據(jù)題意，三小球在水平方向做勻速直線運動，則有x=v₀t，v₀相同，則水平位移x與運動時間t成正比，由圖看出，水平位移的關系為x_a＜x_b＜x_c，則運動時間關系為t_a＜t_b＜t_c．豎直方向上三個粒子都做初速度為0的勻加速直線運動，到達下極板時，在豎直方向產(chǎn)生的位移y相等：y=$\frac{1}{2}$at²，則知加速度關系為 a_a＞a_b＞a_c．由牛頓第二定律得知三個小球 的合力關系為  F_a＞F_b＞F_c．由于平行板間有豎直向上的電場，正電荷在電場中受到向上的電場力，向下的合力最小，向下的加速度最小，負電荷受到向下的電場力，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動，加速度為重力加速度g，可知，落在a點的顆粒帶負電，c點的帶正電，b點的不帶電．故AC錯誤，B正確．
D、由上分析得知，落在a點的顆粒帶負電，電場力向下，故電場力對它做正功；而落在c點的顆粒帶正電，電場力向上，則電場力對它做負功．故D錯誤．
故選：B

點評 確認不帶電小球做平拋運動，帶電小球做類平拋運動，分水平和豎直方向分析小球的運動，水平方向勻速直線運動，豎直方向初速度為0的勻加速直線運動，由運動的合成與分解進行分析．