题目内容
3.一个正点电荷固定在正方形的一个顶点D上,另一个带电粒子射入该区域时,恰好能经过正方形的另外三个顶点A、B、C,运动粒子轨迹如图所示,下列说法正确的是( )A. | 根据轨迹可判断该带电粒子带正电 | |
B. | 粒子经过A、B、C三点速率大小关系是vB>vA=vC | |
C. | 粒子在A、B、C三点的加速度大小关系是aA=aC>aB | |
D. | A、C两点的电场强度相同 |
分析 带电粒子受到的合力指向轨迹的内侧,根据轨迹弯曲方向判断出粒子与固定在O点的电荷是异种电荷,它们之间存在引力,根据电场力做功情况可明确速度的变化情况;
根据点电荷的电场线的特点确及电场强度关系,再根据库仑定律,应用牛顿第二定律求出加速度之间的关系.
解答 解:A、根据轨迹弯曲方向判断出带电粒子与负电荷Q之间存在引力,它们是异种电荷,故带负电荷,故A错误;
B、粒子由A到B的过程中电场力做负功,故动能减小,速度减小,因此B点的速度最小,故B错误;
C、粒子P在a、b、c三点时的加速度大小要根据库仑定律求出库仑力.由图可知,ra=rc=$\frac{\sqrt{2}}{2}$rb,
代入库仑定律:F=k $\frac{{q}_{1}{q}_{2}}{{r}^{2}}$,
可得粒子P在a、b、三点时的电场力之比:Fa:Fb:Fc=2:1:2,由牛顿第二定律得加速度关系为:aA=aC>aB,故C正确;
D、AC两点电场强度的大小相等,但方向不同,故电场强度不相同,故D错误.
故选:C.
点评 本题属于电场中轨迹问题,考查分析推理能力.根据轨迹的弯曲方向,判断出电荷受到的电场力指向轨迹内侧.进而判断出电荷是正电荷,然后即可根据点电荷电场的性质分析电场强度、电势以及能量变化关系.
练习册系列答案
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B. | B端移到B2位置时,绳子张力变小 | |
C. | B端移到B1位置,并将杆移动到虚线位置时,绳子张力变小 | |
D. | B端移到B1位置,并将杆移动到虚线位置时,绳子张力不变 |