- 试题详情及答案解析
- 如图甲所示，两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离相等，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向源源不断地射入电场，粒子射入电场时的初动能均为Ek0。已知t=0时刻射入电场的粒子刚好沿上板右边缘垂直电场方向射出电场。则（ ）
A．所有粒子最终都垂直电场方向射出电场 B．t=0之后射入电场的粒子有可能会打到极板上 C．所有粒子在经过电场过程中最大动能都不可能超过2Ek0 D．若入射速度加倍成2v0，则粒子从电场出射时的侧向位移与v0相比必定减半 - 答案：AC
- 试题分析：
时刻射入电场的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场，沿上板右边缘垂直电场方向射出电场，说明竖直方向分速度变化量为零，根据动量定理，竖直方向电场力的冲量的矢量和为零，故运动时间为周期的整数倍；故所有粒子最终都垂直电场方向射出电场，A正确；由于t=0时刻射入的粒子始终做单向直线运动，竖直方向的分位移最大，故所有粒子最终都不会打到极板上，B错误；t=0时刻射入的粒子竖直方向的分位移最大，为
；根据分位移公式，有：
，由于
，故：
，故
，故C正确；加倍前运动时间为周期的整数倍，当运动时间为周期的偶数倍时，入射速度加倍成2v0，侧向位移与v0一样，D错误；
考点：考查了带电粒子在交变电场中的运动