如圖*所示,兩平行金屬板A、B放在真空中,間距為d,P點在A、B板間,A板接地,B板的電勢φ隨時間t變化情況如...
問題詳情:
如圖*所示,兩平行金屬板A、B放在真空中,間距為d,P點在A、B板間,A板接地,B板的電勢φ隨時間t變化情況如圖乙所示,t=0時,在P點由靜止釋放一質量為m、電荷量為e的電子,當t=2T時,電子回到P點。電子運動中沒與極板相碰,不計重力,則 ( )
A.φ1∶φ2=1∶2
B.φ1∶φ2=1∶4
C.在0~2T內,當t=T時電子的電勢能最大
D.在0~2T內,電子的電勢能減小了
【回答】
D
【解析】0~T時間內平行板間的電場強度為E1=,電子以a1==向上做勻加速直線運動,經過時間T的位移x1=a1T2,速度v1=a1T,T~2T內平行板間電場強度E2=,加速度a2=,電子以v1的速度向上做勻減速直線運動,速度變為0後開始向下做勻加速直線運動,位移x2=v1T-a2T2,由題意2T時刻回到P點,則x1+x2=0,聯立解得φ2=3φ1,故A、B錯誤;當速度最大時,動能最大,電勢能最小,而0~T內電子做勻加速運動,之後做勻減速直線運動,速度變為0後開始向下做勻加速直線運動,所以在T時刻電勢能最小,故C錯誤;電子在2T時刻回到P點,此時速度v2=v1-a2T=-(負號表示方向向下),電子的動能為Ek=m=,根據能量守恆定律可知,電勢能的減小量等於動能的增加量,故D正確。
知識點:靜電場及其應用單元測試
題型:選擇題
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