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7.两平行金属板水平放置,两板间电压随时间变化关系如图所示,开始上板带正电,若在0~0.1s时间内,质量为m,带负电量为q的粒子在电场中央静止,两板间距离足够大,0.1s时刻开始运动(不计粒子重力).则以下说法正确的是(  )
A.粒子先向上运动,后向下运动,t=0.4s时刻在出发点上方
B.粒子先向上运动,后向下运动,t=0.4s时刻在出发点下方
C.粒子在t=0.2s时刻和t=0.3s时刻在同一位置
D.粒子在t=0.3s时刻和t=0.4s时刻速度大小相等,方向相反

分析 由图象可知,电压随时间变化的关系,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,作出速度与时间的图象,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0.1s内的加速度a1=$\frac{q{U}_{0}}{md}$,为第0.2s内加速度a2=$\frac{2q{U}_{0}}{md}$的$\frac{1}{2}$,因此先加速0.1s再以2倍的加速度加速0.1s,接下来的0.1s将正向减速,最后以2倍的加速度减小0.1s,从而作出v-t图象如图所示:
AB、根据速度时间图象与坐标轴围成的面积表示位移可知,在t=0.4s时,带电粒子离出发点最远,故A正确,B错误;
C、由图象可知,带电粒子在0.2s末和0.3s末位移不同,则不在同一位置,故C错误;
D、根据速度时间图象,微粒在0.3s末和0.4s末速度的大小不等,但方向相同,故D错误.
故选:A.

点评 本题关键之处是电压的不同,则电场强度不一,导致加速度不一,所以失去对称性.注意带电粒子一直同一个方向运动,是解题的关键.

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