Question

【題目】如圖所示，有三個質量相等，分別帶正電、負電和不帶電的粒子，從極板左側中央以相同的水平速度v先后垂直地射入勻強電場中．分別落在正極板的a、b、c處，粒子所受重力不能忽略，則可知粒子a、b、c三個粒子在電場中的加速度有aa _____ab _____ac（填“”、“”或 “”），c粒子__________電（填“帶正電”、“帶負電” 或“不帶電”）

Answer 1

【答案】 < < c粒子帶負電

【解析】

不帶電的粒子在電場中做平拋運動，帶正電和帶負電的粒子在電場中做類平拋運動，粒子在垂直電場方向做勻速直線運動，平行于電場方向做初速度為0的勻加速直線運動，根據垂直電場方向位移的大小可以判斷運動時間的大小，再根據電場方向的初速度為0的勻加速直線運動求得加速大小關系，并由加速度大小關系確定電場力的方向即電荷的種類．

由題意知帶電粒子在電場中做類平拋運動，不帶電粒子做平拋運動可知，垂直電場方向做勻速直線運動，平行電場方向做初速度為0的勻加速直線運動，由圖可知a在垂直電場方向的位移最大，c最小，故可知，在電場中的運動時間滿足：ta＞tb＞tc，在平行電場方向粒子做初速度為0的勻加速直線運動，因為位移相同，則根據位移時間關系h＝at2得粒子的加速度a=，因為ta＞tb＞tc，h相同，故有aa＜ab＜ac．粒子在電場中合外力為電場力和重力的合力，由題意知電場方向豎直向上，故正電荷在電場中受電場力方向與重力方向相反，合力小于重力，故其加速度a小于重力加速度，負電荷受力方向與電場方向相反即豎直向下，其合力大于重力，故其加速度大于重力加速度．不帶電粒子只受重力，其加速度為重力加速度，由于aa＜ab＜ac，所以可以判斷，c帶負電，b不帶電，a帶正電．