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按圖5所示的規律變化。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末帶電粒子回到原出發點

D．2.5s～4s內，電場力的沖量等于0

Answer 1

D

由牛頓第二定律可知，帶電粒子在第1s內的加速度a₁=，為第2s內加速度a₂=
的，因此先加速1s再減速0.5s速度為零，接下來的0.5s將反向加速，所以帶電粒子做往返運動，A錯誤；0～3s內，帶電粒子的初速度為零，但末速度不為零，由動能定理可知電場力的沖量不為零，所做的功不為零，選項B錯誤；由v--t圖象中圖線與坐標軸圍成的圖形的面積為物體的位移，并根據對稱可以看出，前4s內的位移不為零，所以帶電粒子不會回到原出發點，所以C錯誤；2.5s～4s內，電場力的沖量為 I=2qE₀×0.5+（-qE₀）×1=0，選項D正確．
故選D．