Question

一對平行金屬板A、B（如甲圖所示），A、B間電壓U_AB隨時間t變化如圖乙所示．一個不計重力的負電荷一q原來固定在A、B的正中央O處，某時刻t無初速釋放電荷，則有關(guān)該電荷運動情況的說法正確的是（ ）

A．若t=0時刻釋放該電荷，則電荷一定能打到B板上
B．若時刻釋放該電荷，則電荷一定能打到A板上
C．若時刻釋放該電荷，則電荷一定能打到A板上
D．若時刻釋放該電荷，則電荷一定能打到B板上

Answer 1

【答案】分析：分析粒子在交變電場中一個周期內(nèi)的運動情況，然后粒子不斷重復(fù)，判斷電荷能否打在極板上．該電荷帶負電，所受電場力方向與場強相反．若電荷一直某一方向運動時，能打在某一極板上；若粒子在AB兩板間往復(fù)運動，可能打不到極板上．
解答：解：A、若t=0時刻釋放該電荷，電荷在前半個周期內(nèi)受到的電場力向左，向A板做勻加速直線運動；后半個周期內(nèi)電場力向右，向A板做勻減速直線運動，接下去周而復(fù)始重復(fù)，電荷一定能打到A板上，不能打B板上．故A錯誤．
    B、如果板間距離足夠大．若時刻釋放該電荷，電荷在-時間內(nèi)，電場力向左，粒子向A板做勻加速直線運動；-時間內(nèi)，電場力向右，粒子向A板做勻減速直線運動，時刻速度為零；-T向B板做勻加速直線運動；T-向B板做勻減速直線運動，時刻速度為零．所以時刻釋放該電荷，該電荷不一定能打到A板上．故B錯誤．
     C、若時刻釋放該電荷，-時間內(nèi)，電場力向左，粒子向A板做勻加速直線運動；-時間內(nèi)，電場力向右，粒子向A板做勻減速直線運動，時刻速度為零．-T時間內(nèi)，電場力向右，粒子向B板做勻加速直線運動；T-時間內(nèi)，粒子向B板做勻減速直線運動，時刻速度為零．在-時間內(nèi)的位移大于，-時間內(nèi)的位移，所以在一個周期內(nèi)粒子向A板靠近．接下去重復(fù)，所以電荷一定能打到A板上．故C正確．
     D、若時刻釋放該電荷，在-時間內(nèi)，電場力向左，粒子向A板做勻加速直線運動；-時間內(nèi)，電場力向右，粒子向A板做勻減速直線運動，時刻速度為零；-T時間內(nèi)，電場力向右，粒子向B板做勻加速直線運動；T-時間內(nèi)，粒子向B板做勻減速直線運動，時刻速度為零．由于-時間的位移小于-時間內(nèi)的位移，在一個周期內(nèi)粒子向B板靠近，接下去重復(fù)，所以電荷一定能打到B板上．故D正確．
故選CD
點評：本題是粒子在交變電場中運動的問題，關(guān)鍵是分析粒子的運動過程，也可以通過作速度圖象分析運動過程．