Question

14．如圖所示，A、B兩塊平行金屬板水平放置，A、B間所加電壓為U．虛線MN與兩極板等距．一個質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子沿MN虛線從左向右以初速度v₀射入電場，它從電場右邊緣某處飛出電場時的速度方向與虛線MN的夾角為45°（圖中未畫出）．則在帶電粒子穿越電場過程中（　�。�

• A． 電場力對粒子所做的功為qU
• B． 電場力對粒子所做的功為$\frac{qU}{2}$
• C． 電場力對粒子所做的功為mv₀²
• D． 電場力對粒子所做的功為$\frac{1}{2}$mv₀²

Answer 1

分析 粒子在平行板間的電場中僅受電場力，做類平拋運動，粒子的偏角和速度，由運動的分解結(jié)合幾何關(guān)系確定分量之間關(guān)系．

解答 解：AB、帶電粒子以初速度v₀垂直電場方向進入平行金屬板形成的勻強電場中，僅受電場力，做類平拋運動，粒子的偏移量y的大小未知，而AB兩板的電壓為U，則粒子偏轉(zhuǎn)y時對應(yīng)的電壓比為U小，但不一定為$\frac{U}{2}$，故電場力做功不一定是qU或$\frac{qU}{2}$，可知AB錯誤，
CD、又根據(jù)偏轉(zhuǎn)角$tanθ=\frac{{v}_{y}^{\;}}{{v}_{0}^{\;}}$，θ=45°可知，v_y=v₀，故粒子合速度為${v}_{合}^{\;}=\sqrt{{v}_{y}^{2}+{v}_{0}^{2}}=\sqrt{2}{v}_{0}^{\;}$，有動能定理，W_合=△E_k得：${W}_{合}^{\;}=\frac{1}{2}m{v}_{合}^{2}-\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}=\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$，故C錯誤，D正確；
故選：D

點評 該題是帶電粒子在電場中運動的問題，其基礎(chǔ)是分析物體的受力情況和運動情況．類平拋運動要運用運動的分解法進行研究．