Question

3．豎直放置的平行金屬板A、B連接一恒定電壓，兩個(gè)電荷M和N以相同的速率分別從極板A邊緣和兩板中間沿豎直方向進(jìn)入板間電場(chǎng)，恰好從極板B邊緣射出電場(chǎng)，如圖所示，不考慮電荷的重力和它們之間的相互作用，下列說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 兩電荷的電荷量相等
• B． 兩電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等
• C． 兩電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度相等
• D． 兩電荷離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能相等

Answer 1

分析 粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的分解，根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分別對(duì)兩球進(jìn)行處理，找出共性進(jìn)行分析即可．

解答 解：A、B兩個(gè)電荷在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，將它們的運(yùn)動(dòng)分解為沿豎直方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和水平方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．
設(shè)板長(zhǎng)為L(zhǎng)，粒子的初速度為v₀，則粒子運(yùn)動(dòng)為t=$\frac{L}{{v}_{0}}$，L、v₀相同，則時(shí)間t相同．
水平方向的位移為y=$\frac{1}{2}$at²，a=$\frac{qE}{m}$，則y=$\frac{qE}{2m}$t²，E，t相同，y不同，因m的大小關(guān)系不清楚，q有可能不相等．故A錯(cuò)誤、B正確．
C、由側(cè)向位移大小y=$\frac{1}{2}$at²，t相同，y不同，加速度a不等，故C錯(cuò)誤．
D、根據(jù)動(dòng)能定理，E_K-$\frac{1}{2}$mv₀²=qEy，則E_K=$\frac{1}{2}$m${v}_{0}^{2}$+qEy，E_K大小關(guān)系無(wú)法判斷．故D錯(cuò)誤．
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，綜合了電場(chǎng)和力學(xué)的知識(shí)，分析方法和力學(xué)的分析方法基本相同．粒子在電場(chǎng)中類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)與力學(xué)中平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法相似，運(yùn)動(dòng)規(guī)律相似，只是加速度不同．抓住兩者相似性，用類(lèi)比方法，對(duì)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題就不感到陌生，增強(qiáng)解題的信心．