Question

如图，有三个质量相等、分别带正电、负电和不带电的粒子从两水平放置的金属板左侧中央以相同水平初速度v₀先后射入电场中，最后分别打在正极板A、B、C 处，则（　　）

A．三种粒子在电场中运动时间相同

B．三种粒子到达正极板时动能E_Kc＞E_kB＞E_kA

C．三种粒子在电场中的加速度为a_A＞a_B＞a_C

D．落在C处的粒子带负电，落在B处的粒子不带电，落在A处粒子带正电

Answer 1

分析：因为上极板带负电，所以平行板间有竖直向上的电场，正电荷在电场中受到向上的电场力，负电荷受到向下的电场力．则不带电的小球做平抛运动，带负电的小球做类平抛运动，加速度比重力加速度大，带正电的小球做加速度比重力加速度小的类平抛运动．由此根据平抛和类平抛运动规律求解．

解答：解：A、根据题意，三小球在竖直方向都做初速度为0的匀加速直线运动，球到达下极板时，在竖直方向产生的位移h相等：h=

1

2

at2，解得t=

2h a

，由于平行板间有竖直向上的电场，正电荷在电场中受到向上的电场力，向下的合力最小，向下的加速度最小，负电荷受到向下的电场力，向下的合力最大，向下的加速度最大，不带电的小球做平抛运动，加速度为重力加速度g，根据t=

2h a

得到正电荷运动时间最长，负电荷运动时间最短，不带电的小球所用时间处于中间；故A错误．
B、3种粒子下落过程有重力和电场力做功，它们的初动能相同，根据动能定理合力做功越多则末动能越大，而重力做功相同，A粒子带负电，电场力做正功；B粒子不带电，电场力不做功；C粒子带正电电场力做负功；所以动能E_kC＜E_kB＜E_kA，故B错误．
CD、三粒子水平方向做匀速直线运动，水平位移：x=v₀t，由于初速度相同，所用时间越长则水平位移越大，所用A粒子带负电，B粒子不带电，C粒子带正电，三种粒子在电场中的加速度为a_A＞a_B＞a_C，故C正确，D错误．
故选：C

点评：确认不带电小球做平抛运动，带电小球做类平抛运动，分水平和竖直方向分析小球的运动，水平方向匀速直线运动，竖直方向初速度为0的匀加速直线运动，由运动的合成与分解进行分析．