题目内容
1.如图所示,半径R=0.5m的$\frac{1}{4}$圆弧接收屏位于电场强度方向竖直向下的匀强电场中,OB水平,一质量为m=10-6kg,带电荷量为q=8.0×10-6C的粒子从与圆弧圆心O等高且距O点0.3m的A点以初速度v0=3×102m/s 水平射出,粒子重力不计,粒子恰好能垂直打到圆弧曲面上的C点(图中未画出),取C点电势为0,则( )A. | 该匀强电场的电场强度E=105 V/m | |
B. | 粒子在A点的电势能EP=8×10-5J | |
C. | 粒子到达C点的速度大小为5×102m/s | |
D. | 粒子速率为400m/s时的电势能为EP'=4.5×10-4J |
分析 粒子在电场中做类平抛运动,根据类平抛运动的推论与类平抛运动的规律求出电场强度;然后由匀强电场场强与电势差的关系求出A点的电势,然后求出电势能;由动能定理求出粒子在C点的速度;然后由能量守恒定律求出粒子速率为400m/s时的电势能.
解答 解:A.粒子在电场力作用下做类平抛运动,因粒子垂直打在C点,由类平抛运动规律知:C点速度方向的反向延长线必过O点,且OD=AO=0.3m,DC=0.4m,
即有:AD=v0t,DC=$\frac{1}{2}$$\frac{qE}{m}$t2,
联立并代入数据可得:E=2.5×104N/C,故A错误;
B.因UDC=E•DC=104V,而A、D两点电势相等,所以φA=104V,即粒子在A点的电势能为:Ep=qφA=8×10-2J,故B错误;
C.从A到C由动能定理知:qUAC=$\frac{1}{2}$mvC2-$\frac{1}{2}$mv02,代入数据得:vC=5×102m/s,故C正确;
D.粒子在C点总能量:EC=$\frac{1}{2}$mvC2=0.125J,由能量守恒定律可知,粒子速率为400m/s时的电势能为:Ep′=EC-$\frac{1}{2}$mv2=4.5×10-4J,故D错误.
故选:C
点评 本题考查了粒子在电场中的运动,粒子在电场中做类平抛运动,应用类平抛运动规律、动能定理、能量守恒定律即可正确解题.
练习册系列答案
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A. | A到C与C到B过程中,滑块运动的加速度相同 | |
B. | A到C与C到B过程中,滑块运动的平均速度相等 | |
C. | C到B过程地面对斜面体的摩擦力水平向左 | |
D. | C到B过程地面对斜面体的支持力大于(M+m)g |
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A. | P点的电势将增大,带电油滴将向上运动 | |
B. | P点的电势将增大,带电油滴将向下运动 | |
C. | P点的电势不变,带电油滴仍然静止 | |
D. | P点的电势不变,带电油滴将向上运动 |
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B. | 若m1沿斜面向下加速运动,则斜劈受到水平面向右的摩擦力 | |
C. | 若m1沿斜面向下加速运动,则斜劈受到水平面的支持力大于(m1+m2+M)g | |
D. | 若m1、m2保持静止,则m1有沿斜面向上运动的趋势 |
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