Question

18．如图所示，平行板电容器充电后形成一个匀强电场，大小保持不变．让质子（${\;}_{1}^{1}$H）流以不同初速度，先、后两次垂直电场射入，分别沿a、b轨迹落到极板的中央和边缘，则质子流沿b轨迹运动时（　　）

• A． 加速度更大
• B． 初速度更小
• C． 动能增量更大
• D． 两次的电势能增量相同

Answer 1

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、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A错误．
B、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=$\frac{1}{2}a{t}^{2}=\frac{1}{2}\frac{qE}{m}\frac{{x}^{2}}{{v}_{0}^{2}}$，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B错误．
CD、电场力做功为W=qEy，可见，电场力做功相同，动能增量相同，由能量守恒得知，两次的电势能增量相同．故CD正确．
故选：CD

点评 本题是类平抛运动的类型，运用牛顿第二定律、运动学公式和动能定理结合分析，比较简单