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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位置的平行金属板

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解决时间 2021-03-22 08:29
如图所示,一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,则(  )
  A.在前t/2时间内,电场力对粒子做的功为qU/4
  B.在后t/2时间内,电场力对粒子做的功为3qU/8
  C.在粒子下落前d/4和后d/4的过程中,电场力做功之比为1∶2
  D.在粒子下落前d/4和后d/4的过程中,电场力做功之比为1∶1
详细解答谢谢
最佳答案
应该选BD
题目给出的板长为L完全是迷惑条件,没有任何用处。
现在由于板间电压为U,板间距为d,电荷量为q,则粒子受到的电场力为Ud/q。
电力粒子受到电场力后,在垂直向下的方向作的是初速度为0的匀加速运动,在水平方向作的是匀速运动。在时间t内刚好沿下板的边缘飞出,则说明在时间t内垂直向下的匀加速运动的距离刚好等于板间距的一半。
根据初速度为0的加速运动规律可知,在相等的时间等分内,物体运动的距离比为1:3:5:7……。
所以物体在前t/2和后t/2时间内移动距离比为1:3
所以在前t/2内运动的距离为d/8,后t/2内运动的距离为3d/8。
根据W=FS,有在前t/2时间内,电场力对粒子做的功应该为Ud/q*d/8=qU/8;后t/2时间内,电场力对粒子做的功应该为Ud/q*3d/8=3qU/8.所以A错B正确。
还是根据W=FS,由于粒子受到的电场力始终为Ud/q,那么在相等距离内做的功肯定是相等的,所以在粒子下落前d/4和后d/4的过程中电场力做功之比为1∶1,所以C错D正确。
全部回答
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,恰好沿下板的右边缘飞出,带电粒子所做的运动是类平抛运动.竖直方向上的分运动是初速度为零的匀加速运动,由运动学知识知,前后两段相等时间内竖直方向上的位移之比为1∶3,电场力做功之比也为1∶3.。选b
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