题目内容

一个带电粒子以初动能EKO进入匀强电场中,若初速度方向跟电场方向相同,经过时间t动能为EK1; 若初速度方向跟电场方向垂直,经过时间t动能为EK2.比较动能EK1和EK2的大小,有(  )
分析:设粒子的初速度为v,然后根据运动学的公式求出粒子沿电场方向发生的位移,则电场力做功:W=qEd,最后结合动能定律解答说明.
解答:解:若粒子带正电荷,设粒子的初速度为v,加速度为a,沿电场方向射入时,x1=vt+
1
2
at2
,电场力做功:W1=qEx1,根据动能定律得粒子的末动能:EK1=W1+EK0;若初速度方向跟电场方向垂直,沿电场线的方向:x2=
1
2
at2x1
,电场力做功:W2=qEx2,根据动能定律得粒子的末动能:
EK2=W2+EK0<W1+EK0=EK1
若粒子带负电荷,则:x3=vt-
1
2
at2
显然在时间t未确定的前提下,不能比较x2与x3之间的大小关系,所以此时不能比较EK1与EK2的大小.故选项D正确
故选:D
点评:该题中,根据运动学的公式求出粒子沿电场方向发生的位移,则电场力做功,由于粒子的电性未知,需要减小讨论是解题的关键.
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