题目内容
匀强电场的电场强度随时间周期性变化规律如图所示,在t=0时刻电场中有一带电粒子由静止释放,若带电粒子只受电场力作用,关于带电粒子的运动情况下列说法正确的是( )A.带电粒子将在电场中一直向一个方向运动
B.0~3s内,电场力做功为零
C.若将带电粒子在1s末由静止释放,粒子将向一个方向运动
D.若将带电粒子在2s末时由静止释放,粒子将做往复运动且在5s末回到出发点
【答案】分析:由图象可知,电场强度的大小与方向的变化,当带电粒子由静止释放仅在电场力作用下,根据运动与力的关系可确定运动情况.
解答:
解:由牛顿第二定律可知,带电粒子在第1s内的加速度a1=
,为第2s内加速度a2=
的
,因此先加速1s再减小0.5s速度为零,接下来的0.5s将反向加速,v--t图象如图所示:
A、带电粒子在前1秒处于匀加速,在第二秒内先做匀减速后反向加速,所以不是始终向一方向运动,故A错误;
B、带电粒子在0-3s内的初、末速度都为零,所以电场力做功为零,故B正确;
C、若将带电粒子在1s末由静止释放,开始运动后第一秒内的加速度是第2、3秒内加速度的两倍,周期为3s,粒子先做匀加速运动,后做匀减速运动,3s末速度为零,后重复前面的过程,故粒子一直向一个方向运动,故C正确;
D、若将带电粒子在2s末时由静止释放,周期为3s,前两秒的加速度是后一秒的3倍,粒子先做匀加速直线运动,后做匀减速运动,5秒末速度为零,但位移不为零,没有回到出发点,故D错误.
故选BC
点评:本题关键之处是电场强度大小不一,导致加速度不一,所以失去对称性.若电场强度大小相同,则带电粒子一直同一个方向运动.
解答:
A、带电粒子在前1秒处于匀加速,在第二秒内先做匀减速后反向加速,所以不是始终向一方向运动,故A错误;
B、带电粒子在0-3s内的初、末速度都为零,所以电场力做功为零,故B正确;
C、若将带电粒子在1s末由静止释放,开始运动后第一秒内的加速度是第2、3秒内加速度的两倍,周期为3s,粒子先做匀加速运动,后做匀减速运动,3s末速度为零,后重复前面的过程,故粒子一直向一个方向运动,故C正确;
D、若将带电粒子在2s末时由静止释放,周期为3s,前两秒的加速度是后一秒的3倍,粒子先做匀加速直线运动,后做匀减速运动,5秒末速度为零,但位移不为零,没有回到出发点,故D错误.
故选BC
点评:本题关键之处是电场强度大小不一,导致加速度不一,所以失去对称性.若电场强度大小相同,则带电粒子一直同一个方向运动.
练习册系列答案
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| A、带电粒子将始终向同一个方向运动 | B、2s末带电粒子回到原出发点 | C、3s末带电粒子的速度不为零 | D、O~3s内,电场力做的总功为零 |