Question

如圖所示，有三個(gè)質(zhì)量相等，分別帶正電、負(fù)電和不帶電的粒子，從極板左側(cè)中央以相同的水平速度v先后垂直地射入勻強(qiáng)電場(chǎng)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(gè)粒子在電場(chǎng)中的加速度有a_a

＜

_b

＜

a_c（填“＞”、“＜”或“=”）；c粒子

帶負(fù)電

；（填“帶正電”、“帶負(fù)電”或“不帶電”）

Answer 1

分析：不帶電的粒子在電場(chǎng)中做平拋運(yùn)動(dòng)，帶正電和帶負(fù)電的粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，粒子在垂直電場(chǎng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，平行于電場(chǎng)方向做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)垂直電場(chǎng)方向位移的大小可以判斷運(yùn)動(dòng)時(shí)間的大小，再根據(jù)電場(chǎng)方向的初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)求得加速大小關(guān)系，并由加速度大小關(guān)系確定電場(chǎng)力的方向即電荷的種類(lèi)．

解答：解：
由題意知帶電粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，不帶電粒子做平拋運(yùn)動(dòng)可知，垂直電場(chǎng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，平行電場(chǎng)方向做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由圖可知a在垂直電場(chǎng)方向的位移最大，c最小，故可知，在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間滿(mǎn)足：t_a＞t_b＞t_c，在平行電場(chǎng)方向粒子做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)槲灰葡嗤�，則根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系h=

1

2

at2得粒子的加速度a=

2h

t2

，因?yàn)閠_a＞t_b＞t_c，h相同，故有a_a＜a_b＜a_c．
粒子在電場(chǎng)中合外力為電場(chǎng)力和重力的合力，由題意知電場(chǎng)方向豎直向上，故正電荷在電場(chǎng)中受電場(chǎng)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(fù)電荷受力方向與電場(chǎng)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(fù)電，b不帶電，a帶正電．
故答案為：＜，＜，帶負(fù)電．

點(diǎn)評(píng)：掌握正確確定電場(chǎng)的方向，在電場(chǎng)中能正確的對(duì)粒子進(jìn)行受力分析，能使用平拋知識(shí)處理類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題是解決本題的關(guān)鍵．