Question

如圖（a）所示，兩平行正對的金屬板A、B間加有如圖（b）所示的交變電壓，一重力可忽略不計的帶正電粒子被固定在兩板的正中間p處。若在t₀時刻釋放該粒子，粒子會時而向A板運(yùn)動，時而向B板運(yùn)動，并最終打在A板上。則t₀可能屬于的時間段是

A.     B.
C.    D.   

Answer 1

B

分析：解決此題首先要注意A、B兩板電勢的高低及帶正電粒子運(yùn)動的方向，再利用運(yùn)動的對稱性，粒子加速與減速交替進(jìn)行運(yùn)動，同時注意粒子向左、右運(yùn)動位移的大小，即可判斷各選項的對錯．
解答：解：A、若0＜t₀＜，帶正電粒子先加速向B板運(yùn)動、再減速運(yùn)動至零；然后再反方向加速運(yùn)動、減速運(yùn)動至零；如此反復(fù)運(yùn)動，每次向右運(yùn)動的距離大于向左運(yùn)動的距離，最終打在B板上，所以A錯誤．
B、若＜t₀＜，帶正電粒子先加速向A板運(yùn)動、再減速運(yùn)動至零；然后再反方向加速運(yùn)動、減速運(yùn)動至零；如此反復(fù)運(yùn)動，每次向左運(yùn)動的距離大于向右運(yùn)動的距離，最終打在A板上，所以B正確．
C、若＜t₀＜T，帶正電粒子先加速向A板運(yùn)動、再減速運(yùn)動至零；然后再反方向加速運(yùn)動、減速運(yùn)動至零；如此反復(fù)運(yùn)動，每次向左運(yùn)動的距離小于向右運(yùn)動的距離，最終打在B板上，所以C錯誤．
D、若T＜t₀＜，帶正電粒子先加速向B板運(yùn)動、再減速運(yùn)動至零；然后再反方向加速運(yùn)動、減速運(yùn)動至零；如此反復(fù)運(yùn)動，每次向右運(yùn)動的距離大于向左運(yùn)動的距離，最終打在B板上，所以D錯誤．
故選B．
點評：帶電粒子在電場中的運(yùn)動，實質(zhì)是力學(xué)問題，題目類型依然是運(yùn)動電荷的平衡、直線、曲線或往復(fù)振動等問題．解題思路一般地說仍然可遵循力學(xué)中的基本解題思路：牛頓運(yùn)動定律和直線運(yùn)動的規(guī)律的結(jié)合、動能定理或功能關(guān)系帶電粒子在交變電場中運(yùn)動的情況比較復(fù)雜，由于不同時段受力情況不同、運(yùn)動情況也就不同，若按常規(guī)的分析方法，一般都較繁瑣，較好的分析方法就是利用帶電粒子的速度圖象或位移圖象來分析．在畫速度圖象時，要注意以下幾點：
1．帶電粒子進(jìn)入電場的時刻；
2．速度圖象的斜率表示加速度，因此加速度相同的運(yùn)動一定是平行的直線；
3．圖線與坐標(biāo)軸的圍成的面積表示位移，且在橫軸上方所圍成的面積為正，在橫軸下方所圍成的面積為負(fù)；
4．注意對稱和周期性變化關(guān)系的應(yīng)用；
5．圖線與橫軸有交點，表示此時速度反向，對運(yùn)動很復(fù)雜、不容易畫出速度圖象的問題，還應(yīng)逐段分析求解．