Question

20．如圖所示，A、B、C、D是某勻強電場中的4個等勢面，一個質子和一個α粒子（電荷量是質子的2倍，質量是質子的4倍）同時在A等勢面從靜止出發(fā)，向右運動，當?shù)竭_D面時，下列說法正確的是（　�。�

• A． 電場力做功之比為2：1
• B． 它們的動能之比為2：1
• C． 它們所用的時間之比為$\frac{\sqrt{2}}{2}$
• D． 它們運動的時間之比為$\sqrt{2}$：1

Answer 1

分析 根據(jù)電場力做功的特點可得電場力所做的功W=qU；根據(jù)動能定理qU=$\frac{1}{2}$mv²，可以求出粒子的動能E_K；根據(jù)牛頓第二定律，再利用運動學公式即可求解．

解答 解：A、質子的電荷量為e，α粒子的電荷量為2e，粒子從A等勢面從靜止出發(fā)，向右運動，當?shù)竭_D面過程中電場力所做的功W=qU，故電場力對質子 和α粒子所做的功之比為W₁：W₂=q₁：q₂=1：2，故A錯誤；
B、根據(jù)動能定理qU=$\frac{1}{2}$mv²，可得質子和α粒子的動能之比為E_K1：E_K2=q₁：q₂=1：2，故B錯誤；
CD、根據(jù)a=$\frac{F}{m}$ 可知a₁：a₂=$\frac{eE}{m}$：$\frac{2eE}{4m}$=2：1；根據(jù)x=$\frac{1}{2}$at²得t₁：t₂=$\sqrt{\frac{2x}{{a}_{1}}}$：$\sqrt{\frac{2x}{{a}_{2}}}$=$\sqrt{2}$：1，故C錯誤，D正確；
故選：D．

點評 只要掌握了各個物理量之間的關系，就可順利解決此類題目．這類題目比較經(jīng)典，是不可多得的好題．