Question

3．如圖a所示，為一間距d足夠大的平行金屬板，板間加有隨時間變化的電壓（如圖b所示），設U和T已知，且t=0時，A板電勢比B板高．A板上O處有一靜止的帶正電的粒子，其帶電量為q，質量為m（不計重力），則下列說法正確的是（　　）

• A． 若U_x=-U₀，在t=0時刻釋放該帶電粒子，該粒子一直向右運動
• B． 若U_x=-U₀，在t=0時刻釋放該帶電粒子，該粒子先向右運動，后向左運動
• C． 若U_x=-2 U₀，在t=0時刻釋放該帶電粒子，則該粒子在t=$\frac{3T}{2}$時刻的速度為零
• D． 若U_x=-2 U₀，在t=0時刻釋放該帶電粒子，則該粒子在t=$\frac{3T}{2}$時刻剛好回到出發點

Answer 1

分析 根據電勢差的大小關系，結合牛頓第二定律得出加速度的大小關系，分析出粒子的運動規律，結合運動學公式分析判斷．

解答 解：A、若U_x=-U₀，在t=0時刻釋放該帶電粒子，在一半周期內，粒子向右做勻加速直線運動，后一半周期內做勻減速直線運動，由于兩段時間內的加速度大小相等，方向相反，可知一個周期末的速度為零，然后重復之前的運動．故A正確，B錯誤．
C、若U_x=-2U₀，在t=0時刻釋放該帶電粒子，則后一半周期內的加速度大小是前一半周期內加速度大小的2倍，方向相反，前一半周期做勻加速直線運動，后一半周期先做勻減速直線運動，然后反向做勻加速直線運動，在t=$\frac{3T}{2}$時刻的速度為零，此時位移不為零，未回到出發點，故C正確，D錯誤．
故選：AC

點評 解決本題的關鍵理清粒子在電場中的運動規律，結合牛頓第二定律和運動學公式綜合判斷．