Question

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.0～2s內(nèi),電場力所做的功等于零

C.4s末帶電粒子回到原出發(fā)點

D.2.5～4s內(nèi),速度的改變等于零

Answer 1

【解析】選D。由牛頓第二定律可知,帶電粒子在第1s內(nèi)的加速度a=,為第2s內(nèi)加速度a=的,因此先加速1s再減速0.5s,速度為零,接下來的1.5s將反向加速,v-t圖像如圖所示,

所以選項A錯;0～2s內(nèi),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圖像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(nèi)的位移不為零,所以帶電粒子不會回到原出發(fā)點,所以C錯誤;2.5～4s內(nèi),v_2.5=v₄,故Δv=0,選項D正確。

【方法技巧】處理帶電粒子在交變電場中運動的一般方法

(1)對于帶電粒子在交變電場中的直線運動,一般多以加速、減速交替出現(xiàn)的多運動過程的情境出現(xiàn)。

解決的方法:

①根據(jù)運動學或動力學認真分析其中一個變化周期內(nèi)相關(guān)物理量的變化規(guī)律。

②借助運動圖像進行運動過程分析,找出每一運動過程或每一運動階段中相關(guān)物理量間的關(guān)系,進行歸納、總結(jié)、推理,尋找?guī)щ娏Ｗ拥倪\動規(guī)律。

(2)對于帶電粒子在交變電場中的曲線運動,解決的方法仍然是應(yīng)用運動的合成與分解的方法,把曲線運動分解為兩個直線運動,然后分別應(yīng)用直線運動規(guī)律加以解決。