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一平行板电容器中存在匀强电场,电场沿竖直方向.两个比荷(即粒子的电荷量与质量之比...

一平行板电容器中存在匀强电场,电场沿竖直方向.两个比荷(即粒子的电荷量与质量之比)不同的带正电的粒子a和b,从电容器的P点(如图)以相同的水平速度射入两平行板之间.测得a和b与电容极板的撞击点到入射点之间的水平距离之比为1:2.若不计重力,则a和b的比荷之比是( )
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A.1:2
B.1:8
C.2:1
D.4:1
粒子的运动方向垂直于电场线的方向,故粒子做类平抛运动,由水平距离之比可求得时间之比;因沿电场线方向粒子的距离相等,则表示出比荷的表达式,求得比荷之比. 【解析】 两带电粒子都做类平抛运动,水平方向匀速运动,有x=vt,垂直金属板方向做初速度为零的匀加速直线运动,有, 电荷在电场中受的力为F=Eq,根据牛顿第二定律有F=ma, 联立解得:,因为两粒子在同一电场中运动,E相同,初速度相同,侧位移相同,所以比荷与水平位移的平方成反比.所以比荷之比为4:1,故D正确. 故选D.
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考点分析:
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C.粒子在M点的电势能小于它在N点的电势能
D.粒子在M点受到的加速度小于在N点受到的加速度
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