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如图甲,两水平金属板间距为d,板间电场强度的变化规律如图乙所示,t=0时刻,质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间,T3-2T3时间内微粒做匀速直线运动,T时刻微粒恰好经金属板

题目详情

如图甲,两水平金属板间距为d,板间电场强度的变化规律如图乙所示,t=0时刻,质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间,

T
3
-
2T
3
时间内微粒做匀速直线运动,T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出.微粒运动过程中未与金属板接触.重力加速度的大小为g.关于微粒在0~T时间内运动的描述,正确的是(  )
作业搜

A. 末速度大小为

2
v0

B. 末速度沿水平方向

C. 竖直方向的最大速度为

3d
4T

D. 克服电场力做功为mgd

▼优质解答
答案和解析
AB、0~
T
3
时间内微粒匀速运动,则有:qE0=mg,
T
3
2
3
T内,微粒只受到重力,粒子做平抛运动,下降的位移
x
 
1
=
1
2
g(
T
3
)
2
 
2
3
T~T时间内,微粒的加速度a=
2q
E
 
0
-mg
m
=g,方向竖直向上,微粒在竖直方向上做匀减速运动,T时刻竖直分速度为零,所以末速度的方向沿水平方向,大小为v0,故A错误,B正确.
C、竖直方向速度随时间变化的图象如图
作业搜
竖直方向的总位移为
d
2
,由速度图象包围的面积求位移,
d
2
=
1
2
×
2
3
v
 
m
,解得
v
 
ym
=
3d
2T
,即竖直方向的最大速度为
3d
2T
,故C错误.
D、在
T
3
2
3
T内和
2
3
T~T时间内竖直方向上的加速度大小相等,方向相反,时间相等,则位移的大小相等,为
1
4
d,整个过程中克服电场力做功为2
E
 
0
q•
1
4
d=
1
2
E
 
0
qd=
1
2
mgd,故D错误.
故选:B