Question

如图甲所示，两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离相等，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向源源不断地射入电场，粒子射入电场时的初动能均为E_k0。已知t=0时刻射入电场的粒子刚好沿上板右边缘垂直电场方向射出电场。则（    ）

     

A．所有粒子最终都垂直电场方向射出电场

B．t=0之后射入电场的粒子有可能会打到极板上

C．所有粒子在经过电场过程中最大动能都不可能超过2E_k0

D．若入射速度加倍成2v₀，则粒子从电场出射时的侧向位移与v₀时相比必定减半

Answer

AC

【解析】

试题分析：粒子在平行极板方向不受电场力，做匀速直线运动，故所有粒子的运动时间相同；t=0时刻射入电场的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场，沿上板右边缘垂直电场方向射出电场，说明竖直方向分速度变化量为零，根据动量定理，竖直方向电场力的冲量的矢量和为零，故运动时间为周期的整数倍；故所有粒子最终都垂直电场方向射出电场；由于t=0时刻射入的粒子始终做单向直线运动，竖直方向的分位移最大，故所有粒子最终都不会打到极板上；故A正确，B错误；t=0时刻射入的粒子竖直方向的分位移最大，为d；根据分位移公式，有：，由于L=d，故：vym=v0；故最大动能EK′=m（v02+v2ym）=2EK，故C正确；若t=0时刻的粒子入射速度加倍成2v0，则粒子从电场出射时间减半的侧向位移与时间的平方成正比，侧向位移与原v0相比必变成原来的四分之一；故D错误；故选AC。

考点：带电粒子在电场中的运动

【名师点睛】本题关键根据正交分解法判断粒子的运动，明确所有粒子的运动时间相等，t=0时刻射入的粒子竖直方向的分位移最大，然后根据分运动公式列式求解，不难。