如图所示,带正电的粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内,恰好沿下板的边缘飞出.已知板长为L,板间

如图所示,带正电的粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内,恰好沿下板的边缘飞出.已知板长为L,板间距离为d,板间电压为U,带电粒子的电荷量为q,粒子通过平行金属板的时间为t(不计粒子的重力),则(  )
A.在前[t/2]时间内,电场力对粒子做的功为[Uq/4]
B.在后[t/2]时间内,电场力对粒子做的功为[3Uq/8]
C.粒子的出射速度偏转角满足tanθ=[d/L]
D.粒子前[d/4]和后[d/4]的过程中,电场力冲量之比为
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zcl1031 1年前 已收到1个回答 举报

7440505 花朵

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解题思路:带正电的粒子进入水平放置的平行金属板内,做类平抛运动,竖直方向做初速度为0的匀加速运动,由推论可求出在前t2时间内和在后t2时间内竖直位移之比,由动能定理求出电场力做功.将出射的速度进行分解,求出出射速度偏转角正切.由冲量的定义I=Ft求电场力冲量之比.

A、B设粒子在前[t/2]时间内和在后[t/2]时间内竖直位移分别为y1、y2,则y1:y2=1:3,得y1=[1/8]d,y2=[3/8d,则在前
t
2]时间内,电场力对粒子做的功为W1=q•[1/8U=
1
8qU,在后
t
2]时间内,电场力对粒子做的功为W2=q•
3
8U=[3/8qU.故A错误,B正确.
C、粒子的出射速度偏转角正切为tanθ=
vy
v0]=[at
v0=

1/2at2

1
2v0t]=

1
2d

1
2L=[d/L].故C正确.
D、根据推论可知,粒子前[d/4]和后[d/4]的过程中,运动时间之比为1:(
2-1),电场力是恒力,由冲量公式I=Ft,则得电场力冲量之比为1:(
2−1)=(
2+1):1.故D错误.
故选BC

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;动量定理;动能定理的应用.

考点点评: 本题是类平抛运动,要熟练掌握其研究方法:运动的合成与分解,并要抓住竖直方向初速度为零的匀加速运动的一些推论,研究位移和时间关系.

1年前

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