题目内容

【题目】如图所示,A、B、C、D是匀强电场中的四个点,它们正好是一个正方形的四个顶点.在A点有一个粒子源,向各个方向发射动能为EK的同种带电粒子,已知到达正方形四个边的粒子中,到B、D两点粒子动能相同,均为2EK不计粒子重力及粒子间相互作用,则( )

A.电场方向可能由A指向C
B.到达C点粒子动能一定为4EK
C.B,D连线上的各点电势一定相同
D.粒子过AB边中点时,动能一定为 EK

【答案】A,C,D
【解析】解:A、由题知,粒子从A运动到B与D两点时动能的变化量相等,电场力做功相等,则知B、D两点的电势相等,BD连线是一条等势线,根据电场线与等势面垂直,可知电场方向可能由A指向C,故A正确.

B、对于A到B的过程,由动能定理得

qUAB=2EK﹣EK

对于A到C的过程,由动能定理得

qUAC=EKC﹣EK

由于UAC=2UAB,所以解得:到达C点粒子动能 EKC=3EK.故B错误.

C、BD连线是一条等势线,B、D连线上的各点电势一定相同,故C正确.

D、设粒子过AB边中点为F,则对于A到F的过程,由动能定理得

qUAF=EKF﹣EK

由于UAF= UAB,所以解得到达F点的粒子动能为 EKF= EK.故D正确.

故选:ACD

【考点精析】掌握动能定理的综合应用是解答本题的根本,需要知道应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷.

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