题目内容
【题目】如图所示,xOy坐标系内存在平行于坐标平面的匀强电场。一个质量为m。电荷量为+q的带电粒子,以的速度沿AB方向入射,粒子恰好以最小的速度垂直于y轴击中C点。已知A、B、C三个点的坐标分别为(,0)、(0,2L)、(0,L)。若不计重力与空气阻力,则下列说法中正确的是( )
A.带电粒子由A到C过程中最小速度一定为
B.带电粒子由A到C过程中电势能先减小后增大
C.匀强电场的大小为
D.若匀强电场的大小和方向可调节,粒子恰好能沿AB方向到达B点,则此状态下电场强度大小为
【答案】AD
【解析】
A.因带电粒子只受恒定的电场力,做匀变速曲线运动,而C点有最小速度且垂直y轴,可推得粒子做类斜上抛运动,C是最高点,其速度与电场力垂直,则电场力沿y轴负方向,设A点的速度与x轴的夹角为,则
由几何关系可知
联立可得
故A正确;
B.因粒子做类斜上抛运动,从A点到C点电场力与速度的夹角从钝角变为直角,则电场力一直做负功,电势能一直增大,故B错误;
C.粒子从A到C的过程,由动能定理
联立可得匀强电场的大小为
故C错误;
D.调节匀强电场的大小和方向使粒子恰好能沿AB方向到达B点,则粒子一定AB做匀减速直线运动,电场力沿BA方向,由动能定理有
则匀强电场的场强大小为
故D正确。
故选AD。
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