Question

2．三个质量相等，分别带有正电、负电和不带电的颗粒，从水平放置的平行带电金属板左侧以相同速度v₀垂直电场线方向射入匀强电场，分别落在带正电荷的下板上的a、b、c三点，如图所示，则（　　）

• A． 落在c点的颗粒在两板间运动时间最长
• B． 落在a点的颗粒带正电、C点的带负电
• C． 三个颗粒运动到正极板时动能一样大
• D． 落在a的点颗粒加速度最大

Answer 1

分析 由图，电容器上极板带负电，下极板带正电，平行板间有竖直向上的匀强电场，正电荷在电场中受到向上的电场力，负电荷受到向下的电场力，不带电的小球做平抛运动，带负电的小球做类平抛运动，加速度比重力加速度大，带正电的小球做加速度比重力加速度小的类平抛运动．由此根据平抛和类平抛运动规律求解．

解答 解：A、根据题意，三小球在水平方向做匀速直线运动，则有x=v₀t，v₀相同，则水平位移x与运动时间t成正比，由图看出，水平位移的关系为x_a＜x_b＜x_c，则运动时间关系为t_a＜t_b＜t_c．故A正确；
BD、竖直方向上三个粒子都做初速度为0的匀加速直线运动，到达下极板时，在竖直方向产生的位移y相等：y=$\frac{1}{2}$at²，则知加速度关系为 a_a＞a_b＞a_c．由牛顿第二定律得知三个小球 的合力关系为  F_a＞F_b＞F_c．
由于平行板间有竖直向上的电场，正电荷在电场中受到向上的电场力，向下的合力最小，向下的加速度最小，负电荷受到向下的电场力，向下的合力最大，向下的加速度最大，不带电的小球做平抛运动，加速度为重力加速度g，可知，落在a点的颗粒带负电，c点的带正电，b点的不带电．故B错误，D正确．
C、由上分析得知，落在c点的颗粒带正电，电场力向上，则电场力对它做负功．电场对a做正功，由于做的功不同，所以三个颗粒运动到正极板时动能不一样大，故C错误．
故选：AD

点评 确认不带电小球做平抛运动，带电小球做类平抛运动，分水平和竖直方向分析小球的运动，水平方向匀速直线运动，竖直方向初速度为0的匀加速直线运动，由运动的合成与分解进行分析．