Question

9．在勻強(qiáng)電場(chǎng)所在平面內(nèi)存在一個(gè)半徑為R的圓形區(qū)域，完全相同的帶正電粒子以初速度v₀沿不同的方向從A點(diǎn)進(jìn)入圓形區(qū)域，已知從D點(diǎn)離開的粒子動(dòng)能最大，且AB、CD是兩條互相垂直的直徑．則下列說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 電場(chǎng)方向沿CD方向
• B． 電場(chǎng)方向沿AD方向
• C． 從B點(diǎn)離開的粒子速度仍是v₀
• D． 從C點(diǎn)離開的粒子速度仍是v₀

Answer 1

分析 帶正電微粒以相同的初動(dòng)能沿著各個(gè)方向從A點(diǎn)進(jìn)入圓形區(qū)域中，只在電場(chǎng)力作用下從圓周上不同點(diǎn)離開圓形區(qū)域，從D點(diǎn)離開圓形區(qū)域的帶電微粒的動(dòng)能最大．則說(shuō)明電場(chǎng)力做功最大，從而得出D點(diǎn)是電勢(shì)最短的點(diǎn)．電場(chǎng)力做功就是電量與兩點(diǎn)的電勢(shì)差的乘積．

解答 解：A、B、僅在電場(chǎng)力作用下從A點(diǎn)進(jìn)入，離開D點(diǎn)的動(dòng)能最大，電勢(shì)能最小，由于帶電微粒是帶正電，則D點(diǎn)是電勢(shì)最低的點(diǎn)，所以電場(chǎng)線與過(guò)D的切線相垂直，故勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向沿CD方向，由C指向D．故A正確，B錯(cuò)誤．
C、由于AB與CD垂直，而電場(chǎng)的方向沿CD的方向，所以AB兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，所以從B點(diǎn)離開的粒子速度仍是v₀．故C正確；
D、由上可知，電場(chǎng)線方向從C到D，由沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)降低，則有C點(diǎn)的電勢(shì)能最大，動(dòng)能最小，故D錯(cuò)誤；
故選：AC

點(diǎn)評(píng) 該題考查帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，明確在只有電場(chǎng)力做功的情況下，動(dòng)能最大，則電勢(shì)能最小，從而確定電場(chǎng)線與過(guò)D的切線相垂直．同時(shí)還運(yùn)用只有電場(chǎng)力做功，導(dǎo)致電勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化．