Question

如圖，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兩水平放置的金屬板左側(cè)中央以相同水平初速度v₀先后射入電場中，最后分別打在正極板A、B、C 處，則（　　）

A．三種粒子在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同

B．三種粒子到達(dá)正極板時(shí)動(dòng)能E_Kc＞E_kB＞E_kA

C．三種粒子在電場中的加速度為a_A＞a_B＞a_C

D．落在C處的粒子帶負(fù)電，落在B處的粒子不帶電，落在A處粒子帶正電

Answer 1

分析：因?yàn)樯蠘O板帶負(fù)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(fù)電荷受到向下的電場力．則不帶電的小球做平拋運(yùn)動(dòng)，帶負(fù)電的小球做類平拋運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)．由此根據(jù)平拋和類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解．

解答：解：A、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(yùn)動(dòng)，球到達(dá)下極板時(shí)，在豎直方向產(chǎn)生的位移h相等：h=

1

2

at2，解得t=

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(fù)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(yùn)動(dòng)，加速度為重力加速度g，根據(jù)t=

2h a

得到正電荷運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長，負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短，不帶電的小球所用時(shí)間處于中間；故A錯(cuò)誤．
B、3種粒子下落過程有重力和電場力做功，它們的初動(dòng)能相同，根據(jù)動(dòng)能定理合力做功越多則末動(dòng)能越大，而重力做功相同，A粒子帶負(fù)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(fù)功；所以動(dòng)能E_kC＜E_kB＜E_kA，故B錯(cuò)誤．
CD、三粒子水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平位移：x=v₀t，由于初速度相同，所用時(shí)間越長則水平位移越大，所用A粒子帶負(fù)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C正確，D錯(cuò)誤．
故選：C

點(diǎn)評：確認(rèn)不帶電小球做平拋運(yùn)動(dòng)，帶電小球做類平拋運(yùn)動(dòng)，分水平和豎直方向分析小球的運(yùn)動(dòng)，水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)的合成與分解進(jìn)行分析．