题目内容

如图所示,AB、CD是一个圆的两条直径,该圆处于匀强电场中,电场强度方向平行该圆所在平面,在圆周所在的平面内将一个带正电的粒子从A点先、后以相同的速率v沿不同方向射向圆形区域,粒子将经过圆周上的不同点,其中经过C点时粒子的动能最小。若不计粒子所受的重力和空气阻力,则下列判断中正确的:

A.电场强度方向由A指向B
B.电场强度方向由D指向C
C.粒子到达B点时动能最大
D.粒子到达D点时电势能最小
D

试题分析:带正电微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域中,只在电场力作用下从圆周上不同点离开圆形区域,从C点离开圆形区域的带电微粒的动能最小.则说明电场力做功最小,从而得出C点是沿电场强度方向离A点最近.电场力做功就是电量与两点的电势差的乘积.
仅在电场力作用下从A点进入,离开C点的动能最小,电势能最大,则C点是沿电场强度方向离A点最近,所以电场线与过C的切线相垂直,由于带电微粒是带正电,故匀强电场的方向沿CD方向.故A、B错误;
由上可知,电场线方向从C到D,由沿着电场线方向,电势降低,则有D点的电势能最小,动能最大,故C错误,D正确;
故选:D
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