题目内容

8.a、b、c是三个相同的粒子,且均带正电,由同一点同时垂直电场方向进入偏转电场,其轨迹如图所示,其中b恰好从下极板边缘飞出电场.粒子重力不计.由此可以确定(  )
A.在b飞离电场的同时,a刚好打在负极板上
B.b和c同时飞离电场
C.进入电场时,c的速度最大,a的速度最小
D.在两板间运动的过程中,电势能的减少量,c最小,a和b一样大

分析 粒子在电场中做类平抛运动,由于粒子带电量相同故所受相同的电场力,产生的加速度相同,根据粒子在电场方向偏转位移的大小确定时间关系以及初速度关系.根据电场力做功分析电势能的变化.

解答 解:A、由题意知a、b、c三个粒子在电场中受到相同的电场力,在电场方向产生相同的加速度a,由题中图象得,粒子离开电场时在电场方向偏转的位移满足:
   ya=yb>yc
由于在电场方向粒子做初速度为0的匀加速直线运动,有y=$\frac{1}{2}$at2,可得粒子在电场中运动的时间t=$\sqrt{\frac{2y}{a}}$,所以粒子在电场中运动时间有:ta=tb>tC,所以在b飞离电场的同时,a刚好打在负极板上,c最先飞出电场,故A正确,B错误;
C、在垂直电场方向的位移满足xa<xb<xc,由于在垂直电场方向上微粒做匀速直线运动,根据ta=tb>tC可得:v0a<v0b<v0c,故C正确;
D、粒子在电场中电场力做功W=qEd,其中da=db>dc,电场力对a、b做功相同大于对c做的功,故电势能的减少量,c最小,a和b一样,故D正确.
故选:ACD

点评 微粒在电场中做类平抛运动,由于微粒带电量和质量均相同,运用运动的合成与分解处理类平抛运动问题是解决本题的关键.

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