题目内容
2.如图所示,平行板电容器充电后形成一个匀强电场,电场强度保持不变.让质子(${\;}_{1}^{1}$H)流 以不同的初速度先、后两次垂直电场射入,分别沿 a、b 轨迹落到下极板的中央和边缘,则 质子沿 b 轨迹运动时( )A. | 初速度相同 | B. | 动能增量相等 | ||
C. | 加速度更大 | D. | 电势能变化量更大 |
分析 质子垂直射入匀强电场中,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,由牛顿第二定律得到加速度的表达式,再由运动学公式推导出偏转距离y的表达式,进行分析初速度关系.由图看出,两次质子的偏转距离y相等.由动能定理分析动能的增量关系,再由能量守恒分析电势能增量关系
解答 解:A、质子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,则偏转距离 y=$\frac{1}{2}$at2=$\frac{qE{x}^{2}}{2m{v}_{0}^{2}}$,x是水平位移,由图看出,y相同,则知,v0越大时,x越大,故质子沿b轨迹运动时初速度v0更大.故A错误.
B、电场力做功为W=qEy,可见,电场力做功相同,动能的增量相同,又由能量守恒得知,两次的电势能增量相同.故B正确,D错误;
C、加速度为 a=$\frac{qE}{m}$,质子的质量m和电量q不变,场强E相同,则加速度相同.故C错误.
故选:B
点评 本题考查带电粒子在电场中的偏转问题,属于类平抛运动的类型,要注意正确运用牛顿第二定律、运动学公式和动能定理结合分析,注意明确电场力做功与电势能之间的关系.
练习册系列答案
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