Question

11．如圖所示，位于豎直面內的矩形區(qū)域內，存在豎直方向的勻強電場，一帶電微粒以某一確定的水平初速度v由A點進入這個區(qū)域沿直線運動，從C點離開場區(qū)；如果將這個區(qū)域內電場的場強大小變?yōu)樵瓉淼?倍，仍讓該帶電微粒以相同的速度由A點進入，微粒將從B點離開場區(qū)；如果保持這個區(qū)域內電場的強弱不變，而將方向改變180°，仍讓該帶電微粒以相同的速度由A點進入，微粒將從D點離開場區(qū)．設粒子從C點、B點、D點射出時的動能分別為E_k1、E_k2、E_k3，從A點到C點、B點、D點所用的時間分別為t₁、t₂、t₃，不計空氣阻力．則（　�。�

• A． E_k1=E_k2=E_k3
• B． E_k1＜E_k2＜E_k3
• C． t₁＜t₂=t₃
• D． t₁=t₂＜t₃

Answer 1

分析 帶電粒子由A點進入這個區(qū)域沿直線運動，從C點離開場區(qū)，這個過程粒子受到的電場力等于重力，水平方向做勻速直線運動；對另外兩種情況，根據(jù)動能定理分析動能關系．由水平方向勻速直線運動，分析時間關系．

解答 解：據(jù)題，微粒從A運動到C時，有mg=qE，微粒做勻速直線運動，動能不變，則知初動能等于E_k1．
如果將這個區(qū)域內電場的場強大小變?yōu)樵瓉淼?倍，微粒將從B點離開場區(qū)，電場力等于重力的2倍，加速度大小為 a=$\frac{2qE-mg}{m}$=g，水平方向做勻速直線運動，則有t₂=t₁．且電場力做正功，重力做負功，總功等于克服重力做功，動能增加，則E_k2＞E_k1；
如果保持這個區(qū)域內電場的強弱不變，而將方向改變180°，加速度大小為 a′=$\frac{qE+mg}{m}$=2g，水平方向做勻速直線運動，則有t₃=t₁．電場力做正功，重力做正功，總功等于重力做功的2倍，豎直方向上由y=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$，知CD間的距離大于CB間的距離，根據(jù)動能定理得：E_k2＞E_k2；故有：E_k1＜E_k2＜E_k3．t₁=t₂=t₃，故B正確，ACD錯誤．
故選：B．

點評 注意分析帶電粒子在復合場中的運動情況各不相同，根據(jù)水平方向的分運動都是勻速直線運動，根據(jù)類平拋運動的規(guī)律分析偏轉位移，由動能定理分析動能的變化．