如图甲所示，两个平行金属板P、Q竖直放置，两板间加上如图乙所示的电压，t＝0时，Q板比P板电势高5 V，此时在两板的正中央M点有一个电子，速度为零，电子在电场力

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如图甲所示，两个平行金属板P、Q竖直放置，两板间加上如图乙所示的电压，t＝0时，Q板比P板电势高5 V，此时在两板的正中央M点有一个电子，速度为零，电子在电场力作用下运动，使得电子的位置和速度随时间变化。假设电子始终未与两板相碰。在0＜t＜8×10^－10s的时间内，这个电子处于M点的右侧，速度方向向左且大小逐渐减小的时间是( )

A．0＜t＜2×10^－10s

B．2×10^－10s＜t＜4×10^－10s

C．4×10^－10s＜t＜6×10^－10s

D．6×10^－10s＜t＜8×10^－10s

答案

解析

试题分析：作出粒子运动的v－t图像如图所示。由图像可知正确选项为D。

或者：
在

时间内，Q板比P板电势高5V，

，方向水平向左，所以电子所受电场力方向向右，加速度方向也向右，所以电子向右做匀加速直线运动；
在

时间内，Q板比P板电势低5V，电场强度方向水平向右，所以电子所受电场力方向向左，加速度方向也向左，所以电子向右做匀减速直线运动，当

时速度为零；
在

时间内，Q板比P板电势低5V，电场强度方向水平向右，所以电子所受电场力方向向左，加速度方向也向左，所以电子向左做匀加速直线运动；
在

时间内，Q板比P板电势高5V，电场强度方向水平向左，所以电子所受电场力方向向左，加速度方向也向左，所以电子向左做匀减速直线运动，到8×10^-10s时刻速度为零，恰好又回到M点．
综上分析可知：在

时间内，这个电子处于M点的右侧，速度方向向左且大小逐渐减小．
故选D
点评：平行板电容器两极板带电后形成匀强电场，带电离子在电场中受到力的作用，根据牛顿第二定律求出加速度，根据运动学基本公式分析即可求解．

举一反三

如图甲所示，相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区，磁场方向垂直纸面向里，在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ，两极板中心各有一小孔S₁、S₂，两极板间电压的变化规律如图乙所示，正反向电压的大小均为U₀，周期为T₀.在t＝0时刻将一个质量为m、电荷量为－q(q>0)的粒子由S₁静止释放，粒子在电场力的作用下向右运动，在t＝

时刻通过S₂垂直于边界进入右侧磁场区．(不计粒子重力，不考虑极板外的电场)

(1)求粒子到达S₂时的速度大小v和极板间距d.
(2)为使粒子不与极板相撞，求磁感应强度的大小应满足的条件．
(3)若已保证了粒子未与极板相撞，为使粒子在t＝3T₀时刻再次到达S₂，且速度恰好为零，求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小．

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在真空中速度为v=6.4×107m/s的电子束连续射入两平行板间，如图所示，极板长度L=8.0×10-2m间距d=5.0×10-2m，两极板不带电时，电子将沿极板间的中线通过，在极板上加一个50Hz的交变电压u=U0sinωt，如果所加电压的最大值U0超过某值UC时，电子束将有时能通过两极板，有时间断而不能通过（电子电荷量e=1.6×10-19C，电子质量m=9.1×10-31kg）.求：

（1）UC的大小为多少；
（2）求U0为何值时，才能使通过与间断的时间之比Δt1∶Δt2=2∶1.

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如图所示，在两平行金属板中央有一个静止的电子（不计重力），当两板间加上如图所示的交变电压后，不能使电子做往返运动的电压是（）

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图中的A．B是一对平行的金属板，在两板间加上一周期为T的正弦交变电压，即在t=0时两板间电压为0，在t=T/4时A板为正的电势最大值，在t=T/2时，两板间电压又变为0，在t=3T/4时A板为负的电势最大值．一个电子(重力不计)从B板上的小孔进入板间，进入时的初速度可以忽略．已知电子不论何时进入，在半个周期时间内都不能到达A板．下面的说法中正确的是

A．若电子是在t=0时刻进入的，它将做简谐运动，永远也不能到达A板
B．若电子是在t=T/8时刻进入的，它将时而向A板运动，时而向B板运动，有可能从B板的小孔飞出
C．若电子是在t=T/4时刻进入的，它将做简谐运动，永远也不能到达A板
D．若电子是在t=3T/8时刻进入的，它将时而向A板运动，时而向B板运动，最终一定能打到A板上

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一电荷量为q（q＞0）、质量为m的带电粒子在匀强电场的作用下，在t＝0时由静止开始运动，场强随时间变化的规律如图所示。不计重力，求在t＝0到t＝T的时间间隔内

（1）粒子位移的大小和方向；
（2）粒子沿初始电场反方向运动的时间。

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