Question

如图所示，板长为L的平行板电容器与一直流电源相连接，其极板与水平面成30⁰角；若粒子甲乙以相同的大小的初速度由图中的P点射入电容器，分别沿着虚线1和2运动，然后离开电容器；虚线1为连接上下极板边缘的水平线，虚线2为平行且靠近上极板的直线，则下列关于两粒子的说法正确的是（   ）

A. 两者均做匀速直线运动

B. 两者电势能均逐渐增加

C. 两者的比荷之比为

D. 两者离开电容器时的速率之比为

Answer

D

【解析】

根据题意可知，粒子做直线运动，则电场力与重力的合力与速度在同一直线上，所以电场力只能垂直极板向上，受力如图所示；根据受力图，粒子做直线运动，则电场力与重力的合力与速度方向反向，粒子做匀减速直线运动，故A错误；

粒子甲受到的电场力与位移方向的夹角为钝角，所以电场力做负功，电势能逐渐增加；粒子乙运动的方向与电场力的方向垂直，电场力不做功，所以粒子的电势能不变。故B错误；根据受力图，对甲：m甲g＝q甲•Ecos30°＝q甲E，所以：

对乙：m乙g•cos30°=q乙E，所以：；所以： ，故C错误；带电微粒甲沿水平直线运动，合力做的功：W1＝m甲g•tan30°•=m甲gL，根据动能定理得：；所以：；带电微粒乙沿平行于极板的直线运动，合力做的功：W2＝m乙g•sin30°•L＝m乙gL，根据动能定理得：，所以：v乙＝；所以：．故D正确。故选D。