Question

勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度隨時(shí)間周期性變化規(guī)律如圖所示，在t=0時(shí)刻電場中有一帶電粒子由靜止釋放，若帶電粒子只受電場力作用，關(guān)于帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況下列說法正確的是（　　）

A．帶電粒子將在電場中一直向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)

B．0～3s內(nèi)，電場力做功為零

C．若將帶電粒子在1s末由靜止釋放，粒子將向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)

D．若將帶電粒子在2s末時(shí)由靜止釋放，粒子將做往復(fù)運(yùn)動(dòng)且在5s末回到出發(fā)點(diǎn)

Answer 1

分析：由圖象可知，電場強(qiáng)度的大小與方向的變化，當(dāng)帶電粒子由靜止釋放僅在電場力作用下，根據(jù)運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系可確定運(yùn)動(dòng)情況．

解答：解：由牛頓第二定律可知，帶電粒子在第1s內(nèi)的加速度a₁=

qE

m

，為第2s內(nèi)加速度a₂=

2qE

m

的

1

2

，因此先加速1s再減小0.5s速度為零，接下來的0.5s將反向加速，v--t圖象如圖所示：
A、帶電粒子在前1秒處于勻加速，在第二秒內(nèi)先做勻減速后反向加速，所以不是始終向一方向運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B、帶電粒子在0-3s內(nèi)的初、末速度都為零，所以電場力做功為零，故B正確；
C、若將帶電粒子在1s末由靜止釋放，開始運(yùn)動(dòng)后第一秒內(nèi)的加速度是第2、3秒內(nèi)加速度的兩倍，周期為3s，粒子先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻減速運(yùn)動(dòng)，3s末速度為零，后重復(fù)前面的過程，故粒子一直向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，故C正確；
D、若將帶電粒子在2s末時(shí)由靜止釋放，周期為3s，后一秒的加速度是前兩秒的2倍，粒子先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后做勻減速運(yùn)動(dòng)，5秒末速度為零，但位移不為零，沒有回到出發(fā)點(diǎn)，故D錯(cuò)誤．
故選BC

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵之處是電場強(qiáng)度大小不一，導(dǎo)致加速度不一，所以失去對(duì)稱性．若電場強(qiáng)度大小相同，則帶電粒子一直同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)．