题目内容
【题目】如图所示,半径R=0.5m的圆弧型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=10-4kg、带电荷量为q=2.0×10-6C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=3m/s沿水平方向射出,粒子重力不计,粒子恰好能垂直圆弧曲面打到弧面上的c点(图中未画出),取c点电势=0,则( )
A. 该匀强电场的电场强度E=1000V/m
B. 粒子到达c点的速度大小为5m/s
C. 粒子在a点的电势为-40V
D. 粒子速率为3m/s时的电势能为4×10-4J
【答案】AB
【解析】
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3m/s时的电势能。
A项: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=联立并代入数据可得:E=1000N/C,故A正确
B、C项:因UDC=EDC=400V,而A、D两点电势相等,所以φa=400V,
从A到C由动能定理知: 代入数据解得:,故B正确;
故C错误;
D项:粒子在C点总能量:E=由能量守恒定律可知,粒子速率为3m/s时的电势能为0,故D错误。
故选:AB。
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