Question

如图甲所示，真空中水平放置两块长度为2d的平行金属板P、Q，两板间距为d，两板间加上如图乙所示最大值为U₀的周期性变化的电压。在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A，自t＝0时刻开始连续释放初速度大小为v₀，方向平行于金属板的相同带电粒子，t＝0时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场。已知电场变化周期T＝， 粒子质量为m，不计粒子重力及相互间的作用力，则（　　）

A.在t＝0时刻进入的粒子离开电场时速度大小仍为v₀

B.粒子的电荷量为

C.在t＝T时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了mv₀²

D.在t＝T时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场

Answer

D

【解析】

A．粒子进入电场后，水平方向做匀速运动，则t＝0时刻进入电场的粒子在电场中运动时间

此时间正好是交变电场的一个周期；粒子在竖直方向先做加速运动后做减速运动，经过一个周期，粒子的竖直速度为零，故粒子离开电场时的速度大小等于水平速度v0，A错误；

B．在竖直方向，粒子在时间内的位移为，则

计算得出

B错误；

C．在时刻进入电场的粒子，离开电场时在竖直方向上的位移为

故电场力做功为

C错误；

D．时刻进入的粒子，在竖直方向先向下加速运动，然后向下减速运动，再向上加速，向上减速，由对称可以知道，此时竖直方向的位移为零，故粒子从P板右侧边缘离开电场，D正确。

故选D。