Question

11．如圖所示，水平放置的兩個(gè)平行金屬板，上板帶負(fù)電，下板帶等量的正電，三個(gè)質(zhì)量相等，分別帶正電、負(fù)電和不帶電的粒子從極板的左側(cè)P點(diǎn)以相同的水平初速度進(jìn)入電場中，分別落在正極板的a、b、c三處，由此可知（　�。�

• A． 粒子a帶正電，b不帶電，c帶負(fù)電
• B． 三個(gè)粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等
• C． 三個(gè)粒子在電場中的加速度a_a＜a_b＜a_c
• D． 三個(gè)粒子到達(dá)正極板的動(dòng)能E_ka＞E_kb＞E_kc

Answer 1

分析 由圖，電容器上極板帶負(fù)電，下極板帶正電，平行板間有豎直向上的勻強(qiáng)電場，正電荷在電場中受到向上的電場力，負(fù)電荷受到向下的電場力，不帶電的小球做平拋運(yùn)動(dòng)，帶負(fù)電的小球做類平拋運(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平拋運(yùn)動(dòng)．由此根據(jù)平拋和類平拋運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，則有x=v₀t，v₀相同，則水平位移x與運(yùn)動(dòng)時(shí)間t成正比，由圖看出，水平位移的關(guān)系為x_a＜x_b＜x_c，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間關(guān)系為t_A＜t_B＜t_c．豎直方向上三個(gè)粒子都做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)下極板時(shí)，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(guān)系為 a_A＞a_B＞a_C．由牛頓第二定律得知三個(gè)小球 的合力關(guān)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(fù)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(yùn)動(dòng)，加速度為重力加速度g，可知，落在a點(diǎn)的顆粒帶負(fù)電，c點(diǎn)的帶正電，b點(diǎn)的不帶電．故ABC錯(cuò)誤，
D、由以上分析可知，F(xiàn)_A＞F_B＞F_C．則豎直位移相同，則可知外力做功a最大，c最�。粍t由動(dòng)能定理可知三個(gè)粒子到達(dá)正極板的動(dòng)能E_ka＞E_kb＞E_kc，故D正確；
故選：D

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．