Question

（2013?防城港模擬）某一電場場強(qiáng)隨時(shí)間變化的圖象如圖所示．在這個(gè)變化的電場中有一個(gè)帶電粒子，t=0時(shí)刻由靜止釋放．若帶電粒子只受電場力作用，則（　�。�

A．帶電粒子將在電場中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，但總體上看是不斷向前的運(yùn)動(dòng)

B．0-3s內(nèi)電場力的沖量為零，電場力做功為零

C．3s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)

D．0-4s內(nèi)電場力的沖量不等于零，而電場力做功卻等于零

Answer 1

分析：從圖中可以看出，電場變化的周期是3s，在每個(gè)周期的第一秒和三秒內(nèi)，帶電粒子的加速度大小為a₁=

qE

m

，第二秒的加速度大小為a₂=

2qE

m

，可得a₂是a₁的2倍，由題意可知粒子在減速0.5s后開始反方向運(yùn)動(dòng)．根據(jù)動(dòng)量定理判斷電場力的沖量，結(jié)合動(dòng)能的變化求出電場力做功情況．

解答：解：A、在每個(gè)周期的第一秒和三秒內(nèi)，帶電粒子的加速度大小為a₁=

qE

m

，第二秒的加速度大小為a₂=

2qE

m

，可得a₂=2a₁，粒子在第1s內(nèi)做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，第2s內(nèi)沿反向做勻減速運(yùn)動(dòng)，.5s末速度減為零反向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．故A錯(cuò)誤．
B、0-3s內(nèi)，電場力的沖量I=qE?2t-2qE?t=0，根據(jù)動(dòng)量定理知，第3s末的速度為零，根據(jù)動(dòng)能定理得，電場力做功為零．故B正確．
C、在第1s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，第2s內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，1.5s末速度減為零反向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，2s后反向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，3s末速度為零，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對稱性知，3s末帶電粒子回到出發(fā)點(diǎn)．故C正確．
D、0-4s內(nèi)，電場力的沖量不等于零，根據(jù)動(dòng)量定理知，4s末的速度不為零，根據(jù)動(dòng)能定理得，電場力做功不為零．故D錯(cuò)誤．
故選：BC．

點(diǎn)評：帶電粒子在交變電場中運(yùn)動(dòng)的情況比較復(fù)雜，由于不同時(shí)段受力情況不同、運(yùn)動(dòng)情況也就不同，若按常規(guī)的分析方法，一般都較繁瑣，較好的分析方法就是利用帶電粒子的速度圖象來分析．