4.如圖所示,勻強電場中有六個點A、B、C、D、E、F正好構(gòu)成一正六邊形,六邊形邊長為0.1m,所在平面與電場方向平行.點B、C、E的電勢分別為-20V、20V和60V.一帶電粒子從A點以某一速度沿AB方向射出后,經(jīng)1×10-6s到達D點.不計粒子重力,則下列判斷正確的是(  )
A.粒子帶負電
B.D點的電勢是60V
C.粒子在A點射出時的速度為5×105m/s
D.粒子的比荷為7.5×108C/kg

分析 根據(jù)勻強電場中沿任意方向相同距離兩點間的電勢差相等,求D點和F點的電勢為20V,通過作輔助線,確定FC是一條等勢線,及該電場的特點與方向,進而判定粒子的電性,及電勢能的變化,并由類平拋運動規(guī)律,即可求解.

解答 解:A、根據(jù)勻強電場中沿任意方向相同距離電勢差相等,UBC=UFE,則有 φBCFE;據(jù)題,φB=-20V,φC=20V,φE=60V,解得F點的電勢為 φF=20V
則FC連線是一條等勢線,電場線垂直于AC連線向上,帶電粒子所受的電場力垂直于FC向下,所以該粒子帶負電.故A正確.
B、勻強電場中等勢線平行,所以ED也是一條等勢線,則D點的電勢 φDE=60V,故B正確.
C、
粒子做類平拋運動,則AB方向做勻速直線運動,則在A點射出時的速度為 v=$\frac{x}{t}$=$\frac{0.1}{1×1{0}^{-6}}$=1×105m/s,故C錯誤;
D、根據(jù)類平拋運動規(guī)律,在AE方向,則有:$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=d,a=$\frac{qU}{md}$,其中 d=2×0.1×cos30°m=$\frac{\sqrt{3}}{10}$m,U=UDB=80V,t=1×10-6s
代入數(shù)據(jù),解得:$\frac{q}{m}$=7.5×108C/kg.故D正確.
故選:ABD

點評 該題通過比較幾個點的電勢,得出該電場的特點與方向,解題的關(guān)鍵是通過使用輔助線來說明問題,同時掌握類平拋運動處理規(guī)律是解題的關(guān)鍵.

練習冊系列答案
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A. B. C. D.

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