题目内容
如图所示,匀强电场中,A、B、C三点构成一边长为a的等边三角形,电场强度方向平行于纸面.现有一电子电量为e,在电场力作用下,由A至C动能减少W,而某一质子在电场力作用下,由A至B动能增加W,则该匀强电场E的大小和方向的判定正确的是( )
分析:电子在电场力作用下,由A至C动能减少W,则知电势能增加W,A点的电势比C点的电势高,由动能定理可求出AC间电势差.同理,由动能定理求出AB间电势差,分析BC间电势的关系,作出等势线,根据电场线与等势线垂直,由高电势处指向低电势处,判断电场线方向,由E=
求出电场强度的大小.
U |
d |
解答:解:根据动能定理得:
A→C过程:-eUAC=-W,得A、C间电势差为 UAC=
>0,则φA>φC.
A→B过程:eUAB=W,得A、B间电势差为 UAB=
,则φA>φB.
所以 UAC=UAB.
由于UAC=φA-φC.UAB=φA-φB,可知,B、C两点电势相等,.
根据电场线与等势线垂直,由高电势处指向低电势处,则得知,电场强度E的方向垂直BC并由A指向BC.
又UAB=Easin60°,解得:E=
.
故选A
A→C过程:-eUAC=-W,得A、C间电势差为 UAC=
W |
e |
A→B过程:eUAB=W,得A、B间电势差为 UAB=
W |
e |
所以 UAC=UAB.
由于UAC=φA-φC.UAB=φA-φB,可知,B、C两点电势相等,.
根据电场线与等势线垂直,由高电势处指向低电势处,则得知,电场强度E的方向垂直BC并由A指向BC.
又UAB=Easin60°,解得:E=
2
| ||
3ae |
故选A
点评:本题根据动能定理求出电势差,找出等势点,根据电场线与等势面之间的关系判断电场强度的方向,是经常采用的思路.
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