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12.如图所示,质量相同的两个带电粒子M、N以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行金属板间的匀强电场中,M从上板边缘处射入,N从两板正中央射入,已知两粒子都刚好从下极板边缘射出,不计粒子重力,则射出过程中(  )
A.M、N的带电量之比为2:lB.M、N的电势能减少量之为4:l
C.M、N的动能增量之比为l:4D.M、N在极板间运动的时间之比为2:l

分析 带电粒子仅受电场力做类平抛运动,由于以相同速度入射,均又恰恰从下边缘飞出,水平位移相同,从而推出时间相同,然后从竖直位移着手,看两者加速度关系,从而得到电量关系,进而求出电场力做功关系,得到动能增量与电势能减少的关系.

解答 解:平行电场方向受到电场力,做初速度为零的匀加速直线运动,根据位移时间关系公式,有:$x=\frac{1}{2}a{t}^{2}$,得$a=\frac{2x}{{t}^{2}}$,由于两带电粒子平行电场方向分位移相同,而且初速度相同,故时间t相同,所以aN<aM,根据牛顿第二定律,有:qE=ma,由两式解得:$q=\frac{2mx}{E{t}^{2}}$,所以它们所带的电荷量之比$\frac{{q}_{M}}{{q}_{N}}=\frac{2}{1}$,故A正确,D错误;
根据动能定理,有:qEx=△Ek,而:$\frac{{q}_{M}}{{q}_{N}}=\frac{2}{1}\\;\\;,\frac{{x}_{M}}{{x}_{N}}=\frac{2}{1}$,所以动能增加量之比:$\frac{△{E}_{kM}}{△{E}_{kN}}=\frac{4}{1}$,则电势能减少量之为4:1,所以B正确,C错误.
故选:AB

点评 不受重力仅受电场力作用,带电粒子做类平抛运动,由水平位移和竖直位移关系找到加速度关系,电量关系也就很容易求出来,至于动能增量和电势能减少量两者一致,这从电场力做功就能求出,W=Eqy  显然与电量和竖直位移的积成正比.

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