Question

8．三個質(zhì)量相等的粒子，其中一個帶正電荷，一個帶負電荷，一個不帶電荷，以相同初速度v₀沿中央軸線進行水平放置的平行金屬板間，最后分別打在正極板上的A，B，C處，如圖所示，則（　　）

• A． 打在極板A處的粒子帶負電荷，打在極板B處的粒子不帶電荷，打在極板C處的粒子帶正電荷
• B． 三個粒子在電場中運動時間相等
• C． 三個粒子在電場中運動時的加速度a_A＜a_B＜a_C
• D． 三個粒子打到極板時動能E_KA＜E_KB＜E_KC

Answer 1

分析 因為上極板帶負電，所以平行板間有豎直向上的電場，正電荷在電場中受到向上的電場力，負電荷受到向下的電場力．則不帶電的小球做平拋運動，帶負電的小球做類平拋運動，加速度比重力加速度大，帶正電的小球做加速度比重力加速度小的類平拋運動．由此根據(jù)平拋和類平拋運動規(guī)律求解．

解答 解：AC、三粒子水平方向做勻速直線運動，水平位移：x=v₀t，由于初速度相同，所用時間越長則水平位移越大，所用A粒子帶負電，B粒子不帶電，C粒子帶正電，三種粒子在電場中的加速度為a_A＞a_B＞a_C；故A正確，C錯誤．
B、根據(jù)題意，三小球在豎直方向都做初速度為0的勻加速直線運動，球到達下極板時，在豎直方向產(chǎn)生的位移h相等：h=$\frac{1}{2}$at²，
解得t=$\sqrt{\frac{2h}{a}}$；
由于平行板間有豎直向上的電場，正電荷在電場中受到向上的電場力，向下的合力最小，向下的加速度最小，負電荷受到向下的電場力，向下的合力最大，向下的加速度最大，不帶電的小球做平拋運動，加速度為重力加速度g，根據(jù)t=$\sqrt{\frac{2h}{a}}$得到正電荷運動時間最長，負電荷運動時間最短，不帶電的小球所用時間處于中間，故B錯誤．
D、3種粒子下落過程有重力和電場力做功，它們的初動能相同，根據(jù)動能定理合力做功越多則末動能越大，而重力做功相同，A粒子帶負電，電場力做正功；B粒子不帶電，電場力不做功；C粒子帶正電電場力做負功；所以動能E_kC＜E_kB＜E_kA，故D錯誤．
故選：A．

點評 確認不帶電小球做平拋運動，帶電小球做類平拋運動，分水平和豎直方向分析小球的運動，水平方向勻速直線運動，豎直方向初速度為0的勻加速直線運動，由運動的合成與分解進行分析．