問題詳情:
如圖(a)所示,兩水平平行正對的金屬板M、N間距為d,加有如圖(b)所示的交變電壓。一質量為m、電荷量為q的帶正電的微粒被固定在兩板正中間的P點,在t = 0時刻釋放該粒子,3t0時間內粒子未到達極板。則在0~3t0時間內,下列說法正確的是( )
A.從t=0開始,粒子向M板運動
B.粒子從t0開始一直向N板運動
C.0~2t0時間內,電場力對粒子做的功為mg2t02
D.3t0時,重力對粒子做功的瞬時功率為mg2t0
【回答】
AD
【詳解】
AB.電場力為
F=qE=2mg
t=0時刻,電場力向上,時間向上勻加速,加速度為g;時間向上勻減速,加速度為3g;時間向下勻減速,加速度為g;從t=0開始,粒子向M極運動;從開始一直向N極運動;故A正確,B錯誤;
C.時間向上勻加速,根據位移時間關係公式,位移為,時間向上勻減速,根據位移時間關係公式,位移、速度分別為
,
在時間內,粒子的位移為零,故重力對粒子做的功為零,則由動能定理可得
故C錯誤;
D.根據速度時間關係公式,時粒子的速度為
方向向下,故時,重力對粒子做功的瞬時功率為
故D正確。
故選AD。
【點睛】
帶電粒子做直線運動,先根據F=qE求解電場力,再根據牛頓第二定律求解加速度,根據運動學公式求解各個時間段的位移,然後根據恆力做功表示式求解電場力的功,根據P=Fv求解瞬時功率。
知識點:帶電粒子在電場中的運動
題型:選擇題