题目内容
4.如图1所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔.右极板电势随时间变化的规律如图2所示.电子原来静止在左极板小孔处.(不计重力作用)下列说法中错误的是( )| A. | 从t=0时刻释放电子,电子在两板间往复运动,一定打到右极板上 | |
| B. | 从t=$\frac{T}{4}$时刻释放电子,电子在两板间往复运动,一定打到右极板上 | |
| C. | 从t=$\frac{T}{8}$时刻释放电子,电子在两板间往复运动,一定打到右极板上 | |
| D. | 从t=$\frac{3T}{8}$时刻释放电子,电子在两板间往复运动,可能打到右极板上 |
分析 根据左极板接地,右极板电势随时间变化的规律,可分析出平行板电容器内部场强的E-t图象(场强方向选取水平向左为正方向,与U-t图象形状一样),再根据静止电子从那时刻释放判断电场力方向及作用时间,画出电子的V-t图象,注意匀加速和匀减速运动时间和加速度大小的对称性,根据V-t图中图象与t轴所围面积表示位移,最后判断电子的运动情况.
解答 解:A、从t=0时刻释放电子,根据静止电子所受电场力方向及作用时间,画出电子的V-t图象图1.由图1知,电子在向右电场力的作用下,电子向右做匀加速,再向右做匀减速,运动的方向始终向右,故电子始终向右运动,直到打在右极板上,故A正确.
B、由图2知,从t=$\frac{T}{4}$时刻释放电子,根据静止电子所受电场力方向及作用时间,画出电子的V-t图象图2.由图2知,电子在电场力的作用下,向右运动的位移与向左运动的位移始终相等,故电子一定做往复运动向左即在极板间振动,故B错误.
C、由图3知,从t=$\frac{T}{8}$时刻释放电子,根据静止电子所受电场力方向及作用时间,画出电子的V-t图象图3.由图3知,电子在电场力的作用下,在一个周期内向右运动的位移x1大于向左运动的位移x2,电子先向右运动位移x1,然后向左运动位移x2,但一个周期内的位移为x1-x2,方向向右,所以电子在一周期内虽右左往返运动但总位移向右且为x1-x2,故电子一定能打在右极板上,故C正确.
D、由图4知,从t=$\frac{3T}{8}$时刻释放电子,根据静止电子所受电场力方向及作用时间,画出电子的V-t图象图4.由图4知,电子在电场力的作用下,先向右运动位移为x,然后向左运动位移为x,以一定的速度离开电场,离开左极板,故D错误.
本题选错误的,故选:BD.![]()
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点评 本题考查带电粒子在电场中的运动,要注意分析粒子的受力情况,从而明确粒子的运动情况,注意画出电子的v-t图象是解题的关键,根据图象形象可以直观分析电子的运动;要注意巧妙利用a和t的对称性作出v-t图象再进行分析求解.