Question

【題目】如圖甲所示，兩平行金屬板MN、PQ的板長(zhǎng)和板間距離相等，板間存在如圖乙所示的隨時(shí)間周期性變化的電場(chǎng)，電場(chǎng)方向與兩板垂直，不計(jì)重力的帶電粒子沿板間中線垂直電場(chǎng)方向源源不斷地射入電場(chǎng)，粒子射入電場(chǎng)時(shí)的初動(dòng)能均為Ek0，已知t＝0時(shí)刻射入電場(chǎng)的粒子剛好沿上板右邊緣垂直電場(chǎng)方向射出電場(chǎng)．則

A. 所有粒子都不會(huì)打到兩極板上

B. 所有粒子最終都垂直電場(chǎng)方向射出電場(chǎng)

C. 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所有粒子的最大動(dòng)能不可能超過(guò)2Ek0

D. 只有t＝(n＝0,1,2…)時(shí)刻射入電場(chǎng)的粒子才能垂直電場(chǎng)方向射出電場(chǎng)

Answer 1

【答案】ABC

【解析】

粒子在平行極板方向不受電場(chǎng)力，做勻速直線運(yùn)動(dòng)；t=0時(shí)刻射入電場(chǎng)的帶電粒子沿板間中線垂直電場(chǎng)方向射入電場(chǎng)，沿上板右邊緣垂直電場(chǎng)方向射出電場(chǎng)，豎直方向分速度變化量為零，根據(jù)動(dòng)量定理，豎直方向電場(chǎng)力的沖量的矢量和為零．

粒子在平行極板方向不受電場(chǎng)力，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故所有粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同；t=0時(shí)刻射入電場(chǎng)的帶電粒子沿板間中線垂直電場(chǎng)方向射入電場(chǎng)，沿上板右邊緣垂直電場(chǎng)方向射出電場(chǎng)，說(shuō)明豎直方向分速度變化量為零，根據(jù)動(dòng)量定理，豎直方向電場(chǎng)力的沖量的矢量和為零，故運(yùn)動(dòng)時(shí)間為周期的整數(shù)倍，故所有粒子最終都垂直電場(chǎng)方向射出電場(chǎng)；由于t=0時(shí)刻射入的粒子始終做單向直線運(yùn)動(dòng)，該粒子豎直方向的分位移最大，該粒子恰好從上極板邊緣飛出，則其他粒子沒(méi)有達(dá)到上極板邊緣，故所有粒子最終都不會(huì)打到極板上，AB正確D錯(cuò)誤；t=0時(shí)刻射入的粒子豎直方向的分位移最大，為，設(shè)豎直方向最大速度為vym，則根據(jù)分位移公式有，由于，故有，故有，C正確．