电子沿着垂直于电场的方向飞入匀强电场,只在电场作用下发生偏转的过程中( )电子沿着垂直于电场的方向飞入匀强电场,只在电场作用下发生偏转的过程中( )A.电场力与速度垂直,所以不做功B.电场力做正功,动能与电势能的总和不变C.速度大小和方向都要发生变化D.加速度大小和方向都要发生变化选什么!为什么?

问题描述:

电子沿着垂直于电场的方向飞入匀强电场,只在电场作用下发生偏转的过程中( )
电子沿着垂直于电场的方向飞入匀强电场,只在电场作用下发生偏转的过程中( )
A.电场力与速度垂直,所以不做功
B.电场力做正功,动能与电势能的总和不变
C.速度大小和方向都要发生变化
D.加速度大小和方向都要发生变化
选什么!为什么?

选BC。
在忽略重力、空气阻力等其他力的作用,电场力是唯一对电子有作用的力,那么考虑到电场力是类似重力的保守力,于是对应的电势能与动能满足能量守恒;电场力驱使电子朝正极运动,电子的电势能将减小(理由见下面的“C项分析”),由功能关系知,电场力一定做正功。故选项B是对的。
至于C,理由很简单,外力与速度不同向,速度将会向外力的方向“偏”,所以速度方向改变;至于速度大小是否变呢?就考虑功能关系,电场力使电子向正极飞去,电子的电势变大,但电子带负电,所以电势能变小,由功能关系知动能将增加,即速度将增加,故C正确。
对于AD,电场力不同于磁场力,在匀强电场中,电场力方向是不变的(对于某一个电荷而言)。故A错误。
由牛顿第二定律,可以推知加速度的方向也是不变的,且由于电荷的质量不变(不考虑相对论效应),故加速度的大小仅正比于电场力的大小;又由于电场强度与电荷的电量是一定的,所以电场力的大小是一定的,加速度也是一定的。故D错误。

选b和c,
a中电场力开始和速度垂直,但是后来速度方向改变,电场力方向有速度,电场力做功了
b中电子受电场力作用,在电场力方向做匀加速运动,电场力做功了;根据能量守恒定律电势能转换成了电子的动能所以总和不变(在忽略重力、空气阻力下)
c中飞入方向一个速度,电场力方向一个匀加速合成后大小和方向都改变
d中受力不变加速度大小和方向都不变