Question

如圖所示，有三個質量相等，分別帶正電、負電和不帶電的粒子從兩水平放置的金屬板左側中央以相同的水平初速度v₀先后射入電場中，最后分別打在正極板的A、B、C處，則（　　）

A．三種粒子在電場中運動時間相同

B．三種粒子在電場中的加速度為a_A＞a_B＞a_C

C．三種粒子到達正極板時動能E_KC＞E_KB＞E_KA

D．落在C處的粒子帶負電，落在B處的粒子不帶電，落在A處的粒子帶正電

Answer 1

分析：因為上極板帶負電，所以平行板間有豎直向上的電場，正電荷在電場中受到向上的電場力，負電荷受到向下的電場力．則不帶電的小球做平拋運動，帶負電的小球做類平拋運動，加速度比重力加速度大，帶正電的小球做加速度比重力加速度小的類平拋運動．由此根據平拋和類平拋運動規律求解．

解答：解：A、根據題意，三小球在豎直方向都做初速度為0的勻加速直線運動，球到達下極板時，在豎直方向產生的位移h相等：h=

1

2

at²  解得t=

2h a

由于平行板間有豎直向上的電場，正電荷在電場中受到向上的電場力，向下的合力最小，向下的加速度最小，負電荷受到向下的電場力，向下的合力最大，向下的加速度最大，不帶電的小球做平拋運動，加速度為重力加速度g，根據t=

2h a

得到正電荷運動時間最長，負電荷運動時間最短，不帶電的小球所用時間處于中間；故A錯誤．
BD、三粒子水平方向做勻速直線運動，水平位移：x=v₀t，由于初速度相同，所用時間越長則水平位移越大，所用A粒子帶負電，B粒子不帶電，C粒子帶正電，三種粒子在電場中的加速度為a_A＞a_B＞a_C，故B正確D錯誤．
C、3種粒子下落過程有重力和電場力做功，它們的初動能相同，根據動能定理合力做功越多則末動能越大，而重力做功相同，A粒子帶負電，電場力做正功；B粒子不帶電，電場力不做功；C粒子帶正電電場力做負功；所以動能E_kC＜E_kB＜E_kA，故C錯誤．
故選：B．

點評：確認不帶電小球做平拋運動，帶電小球做類平拋運動，分水平和豎直方向分析小球的運動，水平方向勻速直線運動，豎直方向初速度為0的勻加速直線運動，由運動的合成與分解進行分析．