Question

5．如圖所示，兩塊平行金屬板水平放置，上極板帶負電荷，下極板帶等量的正電荷，有三個重力均不能忽略的顆粒，一個不帶電，另外兩個分別帶正電和負電，從左側(cè)同一位置以相同初速度v垂直于電場射入兩極板間的勻強電場中，最后分別落在下極板的a、b、c三點．以下判斷正確的是（　�。�

• A． 落在a點的顆粒帶正電
• B． 落在b點的顆粒不帶電
• C． 三個顆粒在電場中運動時間的關系是t_a＜t_b＜t_c
• D． 三個顆粒剛到下極板時的速度大小關系是v_a＞v_b＞v_c

Answer 1

分析 由圖，電容器上極板帶負電，下極板帶正電，平行板間有豎直向上的勻強電場，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，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(jù)平拋和類平拋運動規(guī)律求解．

解答 解：根據(jù)題意，三小球在水平方向做勻速直線運動，則有x=v₀t，v₀相同，則水平位移x與運動時間t成正比，由圖看出，水平位移的關系為x_a＜x_b＜x_c，則運動時間關系為t_a＜t_b＜t_c．豎直方向上三個粒子都做初速度為0的勻加速直線運動，到達下極板時，在豎直方向產(chǎn)生的位移y相等：y=$\frac{1}{2}$at²，則知加速度關系為 a_a＞a_b＞a_c．由牛頓第二定律得知三個小球 的合力關系為  F_a＞F_b＞F_c．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，可知，落在a點的顆粒帶負電，c點的帶正電，b點的不帶電．故A錯誤，BCD正確．
故選：BCD

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．