Question

帶有等量異種電荷的兩平行金屬板水平放置，a、b、c三個α粒子（重力忽略不計）先后從同一點O垂直電場方向進入電場，其運動軌跡如圖所示，其中b恰好沿下極板的邊緣飛出電場．下列說法正確的是（　�。�

A、b在電場中運動的時間大于a在電場中運動的時問

B、b在電場中運動的時間等于c在電場中運動的時間

C、進入電場時c的速度最大，a的速度最小

D、a打在負極板上時的速度與b飛離電場時的速度大小相等

Answer 1

分析：粒子在電場中做類平拋運動，由于粒子帶電量相同故所受相同的電場力，產(chǎn)生的加速度相同，根據(jù)粒子在電場方向偏轉(zhuǎn)位移的大小確定時間關(guān)系以及初速度關(guān)系．

解答：解：由題意知a、b、c三個粒子在電場中受到相同的電場力，在電場方向產(chǎn)生相同的加速度a，由題中圖象得，粒子在電場方向偏轉(zhuǎn)的位移滿足：y_a=y_b＞y_c
由于在電場方向粒子做初速度為0的勻加速直線運動，有y=

1

2

at2，可得粒子在電場中運動的時間t=

2y a

，所以粒子在電場中運動時間有：
t_a=t_b＞t_C，由此判斷A、B均錯誤；
在垂直電場方向的位移滿足x_a＜x_b＜x_c，由于在垂直電場方向上微粒做勻速直線運動，根據(jù)t_a=t_b＞t_C可得：
v_0a＜v_0b＜v_0c，故C正確；
對a和b而言，在電場方向偏轉(zhuǎn)的距離相等，則電場力對a、b做功相同，由于v_0a＜v_0b＜v_0c可知，a打在負極板上時的速度小于b飛離電場時的速度大小，故D錯誤．
故選C．

點評：微粒在電場中做類平拋運動，由于微粒帶電量和質(zhì)量均相同，運用運動的合成與分解處理類平拋運動問題是解決本題的關(guān)鍵．