Question

不計(jì)重力的帶電粒子在足夠大的勻強(qiáng)電場中從A點(diǎn)靜止釋放，經(jīng)過時(shí)間t，通過的路程為s，若此時(shí)突然使場強(qiáng)大小不變而方向相反，則帶電粒子以后的運(yùn)動(dòng)情況是（　　）

• A．立即反向運(yùn)動(dòng)
• B．經(jīng)過3t時(shí)間回到A點(diǎn)
• C．經(jīng)過（

  2

  +1）t時(shí)間回到A點(diǎn)
• D．從釋放到回到A點(diǎn)時(shí)，總路程為4s

Answer 1

分析：帶電粒子只受電場力，先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過t時(shí)間時(shí)，場強(qiáng)大小不變而方向相反，電場力也反向，先沿原方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，速度減至零時(shí)反向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．將電場力反向后的運(yùn)動(dòng)看成一種勻減速運(yùn)動(dòng)，勻加速與勻減速運(yùn)動(dòng)的位移大小相等、方向相反，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解粒子回到A點(diǎn)的時(shí)間和路程．

解答：解：A、當(dāng)突然使場強(qiáng)大小不變而方向相反時(shí)，粒子由于慣性繼續(xù)沿原方向做勻減速運(yùn)動(dòng)，而不是立即反向運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤．
B、C、D設(shè)經(jīng)過t′時(shí)間回到A點(diǎn)．將場強(qiáng)反向后粒子的運(yùn)動(dòng)看成一種有往復(fù)的勻減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)勻加速與勻減速運(yùn)動(dòng)的位移大小相等、方向相反，得：

1

2

at2=-（vt′-

1

2

at′2）
又v=at
聯(lián)立解得：t′=（

2

+1）t
從釋放到速度為零的路程為：s₁=

v2

2a

=

(at)2

2a

=

1

2

at2
對于勻加速運(yùn)動(dòng)，有：s=

1

2

at2，則得：s₁=s；
所以從釋放到回到A點(diǎn)時(shí)，總路程為：s_總=2（s+s₁）=4s
故B錯(cuò)誤，CD正確．
故選：CD．

點(diǎn)評：本題在分析帶電粒子受力情況的基礎(chǔ)上，分析運(yùn)動(dòng)情況是解題的基礎(chǔ)，關(guān)鍵要抓住兩個(gè)過程的關(guān)系，比如速度關(guān)系、位移關(guān)系，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解．