Question

【題目】如圖所示，水平放置的兩個平行金屬板，上板帶負電，下板帶等量的正電，三個質量相等，分別帶正電、負電和不帶電的粒子從極板的左側P點以相同的水平初速度進入電場中，分別落在正極板的a、b、c三處，由此可知 ( )

A. 粒子a帶正電，b不帶電，c帶負電

B. 三個粒子在電場中運動的時間相等

C. 三個粒子在電場中的加速度aa＞ab＞ac

D. 三個粒子到達正極板的動能Eka＞Ekb＞Ekc

Answer 1

【答案】D

【解析】

試題由圖，電容器上極板帶負電，下極板帶正電，平行板間有豎直向上的勻強電場，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，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．由此根據平拋和類平拋運動規律求解．

解：A、B、C根據題意，三小球在水平方向做勻速直線運動，則有x=v0t，v0相同，則水平位移x與運動時間t成正比，由圖看出，水平位移的關系為xa＜xb＜xc，則運動時間關系為tA＜tB＜tc．豎直方向上三個粒子都做初速度為0的勻加速直線運動，到達下極板時，在豎直方向產生的位移y相等：y=at2，則知加速度關系為 aA＞aB＞aC．由牛頓第二定律得知三個小球 的合力關系為 FA＞FB＞FC．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，可知，落在a點的顆粒帶負電，c點的帶正電，b點的不帶電．故ABC錯誤，

D、由以上分析可知，FA＞FB＞FC．則豎直位移相同，則可知外力做功a最大，c最小；則由動能定理可知三個粒子到達正極板的動能Eka＞Ekb＞Ekc，故D正確；

故選：D