Question

在一對很大的平行正對金屬板間可形成勻強電場，通過改變兩金屬板間的電壓，可使其間的電場強度E隨時間t按如圖所示的規(guī)律變化．在這個電場中間，有一個帶電粒子在t=0時刻由靜止釋放，若帶電粒子只受電場力作用，且運動過程中不接觸金屬板，則下列說法中正確的是（ ）

A．帶電粒子一定只向一個方向運動
B．0s～3.0s內，電場力的沖量等于0，電場力的功小于0
C．4.0s未帶電粒子回到原出發(fā)點
D．2.5s～4s內，電場力的沖量等于0

Answer 1

【答案】分析：由圖象可知，電場強度的大小與方向的變化，當帶電粒子由靜止釋放僅在電場力作用下，根據(jù)運動與力的關系可確定運動情況．
解答：解：由牛頓第二定律可知，帶電粒子在第1s內的加速度a₁，為1s末到3s末加速度a₂=2a₁，因此先加速1s再減小0.5s速度為零，接下來的1.5s將一直反向加速，
A、帶電粒子在前1秒處于勻加速，在第二秒內先做勻減速后反向加速，所以不是始終向一方向運動，故A錯誤；
B、帶電粒子在0初速度都為零，在3s末速度不為0，所以動能變化量為正，電場力做正功，電場力的沖量大于0．故B錯誤；
C、粒子在1.5s末速度減為0，之后開始反向運動，1.5s到4s內一直反向運動，4s末粒子已經回到原出發(fā)點后繼續(xù)運動了一段時間，所以C錯誤．
D、設2.5s末時的速度為v，在2.5s～4s內，先以a₂加速0.5s，再以a₁減速運動1s，則4s末時速度v′=v+0.5a₂-a₁，因為a₂=2a₁所以v′=v相等方向相同，根據(jù)沖量定理，則電場力的沖量為0，所以D正確．
故選D．
點評：本題關鍵之處是電場強度大小不一，導致加速度不一，所以失去對稱性．若電場強度大小相同，則帶電粒子一直同一個方向運動．