Question

如圖所示為勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E隨時(shí)間t變化的圖象．當(dāng)t=0時(shí)，在此勻強(qiáng)電場中由靜止釋放一個(gè)帶電粒子，設(shè)帶電粒子只受電場力的作用，則下列說法中正確的是（　　）

• A、帶電粒子將始終向同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)
• B、2s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)
• C、3s末帶電粒子的速度不為零
• D、O～3s內(nèi)，電場力做的總功為零

Answer 1

分析：由圖象可知，電場強(qiáng)度的大小與方向的變化，當(dāng)帶電粒子由靜止釋放僅在電場力作用下，根據(jù)運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系可確定運(yùn)動(dòng)情況．

解答：解：由牛頓第二定律可知，帶電粒子在第1s內(nèi)的加速度為 a₁=

qE

m

，為第2s內(nèi)加速度a₂=

2qE

m

的

1

2

，因此先加速1s再減小0.5s時(shí)速度為零，接下來的0.5s將反向加速，v-t圖象如圖所示：
A、帶電粒子在前1秒勻加速運(yùn)動(dòng)，在第二秒內(nèi)先做勻減速后反向加速，所以不是始終向一方向運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤．
B、根據(jù)速度時(shí)間圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移可知，在t=2s時(shí)，帶電粒子離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，故B錯(cuò)誤；
C、由圖可知，粒子在第1s內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，第2s內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng)，3s末的瞬時(shí)速度剛減到0，故C錯(cuò)誤；
D、因?yàn)榈?s末粒子的速度剛好減為0，根據(jù)動(dòng)能定理知粒子只受電場力作用，前4s內(nèi)動(dòng)能變化為0，即電場力做的總功為零．故D正確．
故選：D．

點(diǎn)評：本題帶電粒子在周期性變化的電場中運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵之處是電場強(qiáng)度大小不一，導(dǎo)致加速度不一，所以失去對稱性．若電場強(qiáng)度大小相同，則帶電粒子一直同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)．