如圖所示,質(zhì)量相同的兩個帶電粒子P、Q以相同的速度沿垂直于電場方向射入兩平行板間的勻強(qiáng)電場中.P從兩極板正中央射入,Q從下極板邊緣處射入,它們最后打在同一點(diǎn)(重力不計),則從開始射入到打到上板的過程中( 。
分析:將兩個帶電粒子的運(yùn)動垂直電場方向和平行電場方向正交分解,垂直電場方向不受力,做勻速直線運(yùn)動;平行電場方向受到電場力,做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式、牛頓第二定律和功能關(guān)系聯(lián)合列式分析.
解答:解:A、垂直電場方向即水平方向帶電粒子不受力,做勻速直線運(yùn)動,位移相等,速度相等,則運(yùn)動時間相等,故A錯誤;
B、C平行電場方向粒子做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動,滿足:
y=
1
2
at2 即:a=
2y
t2

根據(jù)牛頓第二定律,有:qE=ma…②
由①②兩式解得:q=
2ym
Et2
.所以它們所帶的電荷量之比qM:qN=1:2,
電勢能的減小量等于電場力做的功即△E=qEy,因為位移之比是1:2,電荷量之比是1:2,所以電場力做功之比為1:4,它們電勢能減少量之比△EM:△EN=1:4.故B錯誤,C正確;
D、根據(jù)動量定理,有:動量增量△p=qEt,qP:qQ=1:2,t相等,則動量增量之比△pM:△pN=1:2,故D正確.
故選CD
點(diǎn)評:本題關(guān)鍵將兩個帶電粒子的運(yùn)動垂直電場方向和平行電場方向的分運(yùn)動,然后結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式、牛頓運(yùn)動定律和動量定理列式分析.
練習(xí)冊系列答案
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