Question

如圖所示，有三個質量相等，分別帶正電、負電和不帶電的粒子，從極板左側中央以相同的水平速度v先后垂直地射入勻強電場中．分別落在正極板的a、b、c處，粒子所受重力不能忽略，則可知粒子a、b、c三個粒子在電場中的加速度有a_a

＜

_b

＜

a_c（填“＞”、“＜”或“=”）；c粒子

帶負電

；（填“帶正電”、“帶負電”或“不帶電”）

Answer 1

分析：不帶電的粒子在電場中做平拋運動，帶正電和帶負電的粒子在電場中做類平拋運動，粒子在垂直電場方向做勻速直線運動，平行于電場方向做初速度為0的勻加速直線運動，根據(jù)垂直電場方向位移的大小可以判斷運動時間的大小，再根據(jù)電場方向的初速度為0的勻加速直線運動求得加速大小關系，并由加速度大小關系確定電場力的方向即電荷的種類．

解答：解：
由題意知帶電粒子在電場中做類平拋運動，不帶電粒子做平拋運動可知，垂直電場方向做勻速直線運動，平行電場方向做初速度為0的勻加速直線運動，由圖可知a在垂直電場方向的位移最大，c最小，故可知，在電場中的運動時間滿足：t_a＞t_b＞t_c，在平行電場方向粒子做初速度為0的勻加速直線運動，因為位移相同，則根據(jù)位移時間關系h=

1

2

at2得粒子的加速度a=

2h

t2

，因為t_a＞t_b＞t_c，h相同，故有a_a＜a_b＜a_c．
粒子在電場中合外力為電場力和重力的合力，由題意知電場方向豎直向上，故正電荷在電場中受電場力方向與重力方向相反，合力小于重力，故其加速度a小于重力加速度，負電荷受力方向與電場方向相反即豎直向下，其合力大于重力，故其加速度大于重力加速度．不帶電粒子只受重力，其加速度為重力加速度，由于a_a＜a_b＜a_c，所以可以判斷，c帶負電，b不帶電，a帶正電．
故答案為：＜，＜，帶負電．

點評：掌握正確確定電場的方向，在電場中能正確的對粒子進行受力分析，能使用平拋知識處理類平拋運動的問題是解決本題的關鍵．