Question

【題目】一勻強電場的電場強度E隨時間t變化的圖像如圖所示，在該勻強電場中，有一個帶電粒 子于t＝0時刻由靜止釋放，若帶電粒子只受電場力作用，則下列說法中正確的是(　　)

A. 帶電粒子只向一個方向運動 B. 0～2 s內，電場力的功等于0

C. 4 s末帶電粒子回到原出發點 D. 2.5～4 s，電場力的沖量等于0

Answer 1

【答案】D

【解析】

從圖中可以看出，電場變化的周期是3s，在每個周期的前一秒內，帶電粒子的加速度為a1=，后兩秒的加速度為a2=，可得a2是a1的2倍，從而繪出v-t圖，有題意可知粒子在反向加速0.5s后開始反方向運動，可判斷A錯誤；由圖可以看出0～2s的時間內，做功不會為零；由v-t圖象中圖線與坐標軸圍成的圖形的面積為位移可判斷C選項的正誤；由動量定理可計算出2.5s～4s內的動量的變化，從而判斷D的正誤．

解答：解：

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再減小0.5s速度為零，接下來的0.5s將反向加速，v--t圖象如圖所示，由對稱關系可得，反向加速的距離使帶電粒子剛回到減速開始的點，所以選項A錯；0～2s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，由對稱可以看出，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．