Question

三個(gè)分別帶有正電、負(fù)電和不帶電的質(zhì)量相同的顆粒，從水平放置的平行帶電金屬板左側(cè)以相同速度v₀垂直電場(chǎng)線方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，分別落在帶正電荷的下板上的a、b、c三點(diǎn)，如圖所示，下面判斷正確的是（　　）

A．落在a點(diǎn)的顆粒帶正電，c點(diǎn)的帶負(fù)電，b點(diǎn)的不帶電

B．落在a、b、c點(diǎn)顆粒在電場(chǎng)中的加速度的關(guān)系是  a_a＞a_b＞a_c

C．三個(gè)顆粒在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所受沖量關(guān)系是I_a＞I_b＞I_c

D．電場(chǎng)力對(duì)落在c點(diǎn)的顆粒做負(fù)功

Answer 1

分析：由圖，電容器上極板帶負(fù)電，下極板帶正電，平行板間有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，正電荷在電場(chǎng)中受到向上的電場(chǎng)力，負(fù)電荷受到向下的電場(chǎng)力，不帶電的顆粒做平拋運(yùn)動(dòng)，帶負(fù)電的顆粒做類平拋運(yùn)動(dòng)，加速度比重力加速度大，帶正電的顆粒做加速度比重力加速度小的類平拋運(yùn)動(dòng)．由此根據(jù)平拋和類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解．

解答：解：A、B：根據(jù)題意，三顆粒在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有x=v₀t，v₀相同，則水平位移x與運(yùn)動(dòng)時(shí)間t成正比，由圖看出，水平位移的關(guān)系為x_a＜x_b＜x_c，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間關(guān)系為t_a＜t_b＜t_c．豎直方向上三個(gè)顆粒都做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)下極板時(shí)，在豎直方向產(chǎn)生的位移y相等：y=

1

2

at²，則知加速度關(guān)系為 a_a＞a_b＞a_c．由牛頓第二定律得知三個(gè)顆粒 的合力關(guān)系為  F_a＞F_b＞F_c．由于平行板間有豎直向上的電場(chǎng)，正電荷在電場(chǎng)中受到向上的電場(chǎng)力，向下的合力最小，向下的加速度最小，負(fù)電荷受到向下的電場(chǎng)力，向下的合力最大，向下的加速度最大，不帶電的顆粒做平拋運(yùn)動(dòng)，加速度為重力加速度g，可知，落在a點(diǎn)的顆粒帶負(fù)電，c點(diǎn)的帶正電，b點(diǎn)的不帶電．故A錯(cuò)誤，B正確．
C：由前面的分析可知，三個(gè)顆粒的合力關(guān)系為  F_a＞F_b＞F_c．所以合力對(duì)三個(gè)顆粒做的功：W_a＞W(wǎng)_b＞W(wǎng)_c到達(dá)下邊的極板時(shí)三個(gè)顆粒的速度：v_a＞v_b＞v_c，
根據(jù)動(dòng)量定理I=△mv=m（v-v₀）得：三個(gè)顆粒在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所受沖量關(guān)系是I_a＞I_b＞I_c．故C正確；
D：由上分析得知，落在c點(diǎn)的顆粒帶正電，電場(chǎng)力向上，則電場(chǎng)力對(duì)它做負(fù)功．故D正確．
故選：BCD

點(diǎn)評(píng)：確認(rèn)不帶電顆粒做平拋運(yùn)動(dòng)，帶電小球做類平拋運(yùn)動(dòng)，分水平和豎直方向分析小球的運(yùn)動(dòng)，水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)的合成與分解進(jìn)行分析．