Question

11．如圖所示，位于豎直面內(nèi)的矩形區(qū)域內(nèi)，存在豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶電微粒以某一確定的水平初速度v由A點(diǎn)進(jìn)入這個(gè)區(qū)域沿直線運(yùn)動(dòng)，從C點(diǎn)離開場(chǎng)區(qū)；如果將這個(gè)區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小變?yōu)樵瓉淼?倍，仍讓該帶電微粒以相同的速度由A點(diǎn)進(jìn)入，微粒將從B點(diǎn)離開場(chǎng)區(qū)；如果保持這個(gè)區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)的強(qiáng)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(diǎn)進(jìn)入，微粒將從D點(diǎn)離開場(chǎng)區(qū)．設(shè)粒子從C點(diǎn)、B點(diǎn)、D點(diǎn)射出時(shí)的動(dòng)能分別為E_k1、E_k2、E_k3，從A點(diǎn)到C點(diǎn)、B點(diǎn)、D點(diǎn)所用的時(shí)間分別為t₁、t₂、t₃，不計(jì)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(diǎn)進(jìn)入這個(gè)區(qū)域沿直線運(yùn)動(dòng)，從C點(diǎn)離開場(chǎng)區(qū)，這個(gè)過程粒子受到的電場(chǎng)力等于重力，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)；對(duì)另外兩種情況，根據(jù)動(dòng)能定理分析動(dòng)能關(guān)系．由水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，分析時(shí)間關(guān)系．

解答 解：據(jù)題，微粒從A運(yùn)動(dòng)到C時(shí)，有mg=qE，微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不變，則知初動(dòng)能等于E_k1．
如果將這個(gè)區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小變?yōu)樵瓉淼?倍，微粒將從B點(diǎn)離開場(chǎng)區(qū)，電場(chǎng)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(yùn)動(dòng)，則有t₂=t₁．且電場(chǎng)力做正功，重力做負(fù)功，總功等于克服重力做功，動(dòng)能增加，則E_k2＞E_k1；
如果保持這個(gè)區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)的強(qiáng)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(yùn)動(dòng)，則有t₃=t₁．電場(chǎng)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(dòng)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(cuò)誤．
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 注意分析帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況各不相同，根據(jù)水平方向的分運(yùn)動(dòng)都是勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律分析偏轉(zhuǎn)位移，由動(dòng)能定理分析動(dòng)能的變化．