Question

求问高中电学的一道物理题？

如图所示，水平旋转的平行金属板A、B连接一电压恒定的电源，两个电荷M和N同时分别从极板A的左边缘和两极板的正中间沿水平方向进入板间电场（运动轨迹在同一平面内），两个电荷恰好在板间某点相遇。若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，则下列说法中正确的是
A．电荷M的比荷大于电荷N的比荷
B．两个电荷在电场中运动的加速度可能相等
C．从两个电荷进入电场到两个电荷相遇，电场力对电荷M做的功一定大于电场力对电荷N做的功
D．电荷M进入电场的初速度大小与电荷N进入电场的初速度大小一定相同

需要详细解答哦！我物理不太好哦！

Answer 1

　　答案：A

　　解析：先对两个电荷分析，在水平方向，由于两个电荷都不收外力，则电荷的水平分运动是匀速直线运动。又两个电荷同时出发并且相遇，那么他们运动时间   t   相等,即：t1=t2。

　　设M、N的质量，电荷量，以及在电场中的加速度分别为：m1、m2    q1、q2     a1、a2  ,其中a1,a2方向向下（两个微粒都只收到方向向下的电场力），E为两极板间电场场强。

• A：对于两个电荷分析，都有：qE=ma。在竖直方向上，则有a1=q1E/m1   a2=q2E/m2。①

　　又因为对于M  N，在竖直方向上都做初速度为零的匀加速直线运动，在竖直方向上分析有，    如图，L1  L2表示两个粒子的竖直方向位移。

　　L1=1/2 a1( t1)2     L2=1/2 a2 (t2)2            ②(初速度为零的匀加速直线运动的位移公式）

       

　　在②式中，由图可知，L1>L2    由于t1=t2     可得：

　　a1>a2      ③

　　再将  ③   带入      a1=q1E/m1   a2=q2E/m2。①中比较，由于电场场强E相等（同一个电场），

　　易得：q1/m1>q2/m2，即M的比荷大于N的比荷。

• B：在A中容易得到，a1>a2，即两个加速度不可能相等。

• C：电场力对电荷做的功W=Fs=qEs，即对于M   N   分别有：

　　W1=F1s1=q1Es1    W2=F2s2=q2Es2

　　那么，在题干中，能知道的只有场强E相等，s1>s2   q1与q2的大小关系未知。

　　若q1<q2，则W1与W2的大小关系不能确定，即：从两个电荷进入电场到两个电荷相遇，电场力对M做的功与电场力对N做的功德大小不能确定。

• D：由于M   N在水平方向不受力，即M  N在水平方向任何时刻的速度都等于各自进入电场的水平方向初速度。

　　设M   N水平方向的位移分别为s1    s2，由图易得，s1>s2    ⑤

　　再假设M     N进入电场的水平方向初速度分别记为v1   v2，则有：

　　s1=v1  t1，s2=v2  t2      ⑥

　　又由于t1=t2       (MN同时出发并相遇)，

　　由s1>s2    ⑤

　　且s1=v1  t1，s2=v2  t2      ⑥

　　可以得到，v1>v2

　　即：电荷M进入电场的初速度大小与电荷N进入电场的初速度大小关系为：v1>v2

Answer 2

答案：A
解析：两电荷在电场中运动的时间t相同，
水平方向：x=v0t，xM>xN，可以判断voM>voN，D错；
竖直方向y=0.5at^2，yM>yN，可知aM>aN，B错；
由于a=Eq/m，由上式可知，M的加速度大，M的比荷（q/m）大，A对；
电场力做功W=Eqy，y=0.5at^2，M的竖直位移y大，但q不一定大，所以W不一定，C错；

Answer 3

A比荷又叫荷质比就是电荷比质量，这个比值越大在电场中加速度越大，很显然是M的加速度大所以B错
C错，因为电荷量不知道电荷改变的势能Uq=电场力做功，U和q都不一样，无法确定大小
D错，因为同时进入电场，明显M的水平位移大，所以M的初速度大

Answer 4

相遇指的是，同一时刻处在同一位置，那么时间相同，图中只有当两电荷各自水平位移为L/2时，初速度才相等，D错

还可以看出M的竖直位移y也大于N的竖直位移，由：y=at^2/2，t相等，y大的M的加速度也大，B错

加速度a=F/m=qE/m=qu/md u 和d相同，说明M电荷的比荷q/m大些，A对

电场力做功W=qU=qEy,E相同，但是M的y大，但是不清楚电量q的大小，只知道比荷q/m的大小，无法确定做功的大小。C错

选A