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(2013?防城港模拟)某一电场场强随时间变化的图象如图所示.在这个变化的电场中有一个带电粒子,t=0时刻由静止释放.若带电粒子只受电场力作用,则(  )
分析:从图中可以看出,电场变化的周期是3s,在每个周期的第一秒和三秒内,带电粒子的加速度大小为a1=
qE
m
,第二秒的加速度大小为a2=
2qE
m
,可得a2是a1的2倍,由题意可知粒子在减速0.5s后开始反方向运动.根据动量定理判断电场力的冲量,结合动能的变化求出电场力做功情况.
解答:解:A、在每个周期的第一秒和三秒内,带电粒子的加速度大小为a1=
qE
m
,第二秒的加速度大小为a2=
2qE
m
,可得a2=2a1,粒子在第1s内做初速度为零的匀加速运动,第2s内沿反向做匀减速运动,.5s末速度减为零反向做匀加速直线运动.故A错误.
B、0-3s内,电场力的冲量I=qE?2t-2qE?t=0,根据动量定理知,第3s末的速度为零,根据动能定理得,电场力做功为零.故B正确.
C、在第1s内做匀加速直线运动,第2s内做匀减速直线运动,1.5s末速度减为零反向做匀加速直线运动,2s后反向做匀减速直线运动,3s末速度为零,根据运动的对称性知,3s末带电粒子回到出发点.故C正确.
D、0-4s内,电场力的冲量不等于零,根据动量定理知,4s末的速度不为零,根据动能定理得,电场力做功不为零.故D错误.
故选:BC.
点评:带电粒子在交变电场中运动的情况比较复杂,由于不同时段受力情况不同、运动情况也就不同,若按常规的分析方法,一般都较繁琐,较好的分析方法就是利用带电粒子的速度图象来分析.
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