Question

如图所示，水平放置的两个平行金属板，上板带负电，下板带等量的正电，三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的粒子从极板的左侧P点以相同的水平初速度进入电场中，分别落在正极板的a、b、c三处，由此可知 (      )

A.粒子a带正电，b不带电，c带负电

B.三个粒子在电场中运动的时间相等

C.三个粒子在电场中的加速度a_a＞a_b＞a_c

D.三个粒子到达正极板的动能E_ka＞E_kb＞E_kc

Answer

D

【解析】

由图，电容器上极板带负电，下极板带正电，平行板间有竖直向上的匀强电场，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，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．

A、B、C根据题意，三小球在水平方向做匀速直线运动，则有x=v0t，v0相同，则水平位移x与运动时间t成正比，由图看出，水平位移的关系为xa＜xb＜xc，则运动时间关系为tA＜tB＜tc．竖直方向上三个粒子都做初速度为0的匀加速直线运动，到达下极板时，在竖直方向产生的位移y相等：y=at2，则知加速度关系为 aA＞aB＞aC．由牛顿第二定律得知三个小球 的合力关系为 FA＞FB＞FC．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，可知，落在a点的颗粒带负电，c点的带正电，b点的不带电．故ABC错误，

D、由以上分析可知，FA＞FB＞FC．则竖直位移相同，则可知外力做功a最大，c最小；则由动能定理可知三个粒子到达正极板的动能Eka＞Ekb＞Ekc，故D正确；

故选D