题目内容
4.如图所示,匀强电场中有六个点A、B、C、D、E、F正好构成一正六边形,六边形边长为0.1m,所在平面与电场方向平行.点B、C、E的电势分别为-20V、20V和60V.一带电粒子从A点以某一速度沿AB方向射出后,经1×10-6s到达D点.不计粒子重力,则下列判断正确的是( )A. | 粒子带负电 | |
B. | D点的电势是60V | |
C. | 粒子在A点射出时的速度为5×105m/s | |
D. | 粒子的比荷为7.5×108C/kg |
分析 根据匀强电场中沿任意方向相同距离两点间的电势差相等,求D点和F点的电势为20V,通过作辅助线,确定FC是一条等势线,及该电场的特点与方向,进而判定粒子的电性,及电势能的变化,并由类平抛运动规律,即可求解.
解答 解:A、根据匀强电场中沿任意方向相同距离电势差相等,UBC=UFE,则有 φB-φC=φF-φE;据题,φB=-20V,φC=20V,φE=60V,解得F点的电势为 φF=20V
则FC连线是一条等势线,电场线垂直于AC连线向上,带电粒子所受的电场力垂直于FC向下,所以该粒子带负电.故A正确.
B、匀强电场中等势线平行,所以ED也是一条等势线,则D点的电势 φD=φE=60V,故B正确.
C、
粒子做类平抛运动,则AB方向做匀速直线运动,则在A点射出时的速度为 v=$\frac{x}{t}$=$\frac{0.1}{1×1{0}^{-6}}$=1×105m/s,故C错误;
D、根据类平抛运动规律,在AE方向,则有:$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=d,a=$\frac{qU}{md}$,其中 d=2×0.1×cos30°m=$\frac{\sqrt{3}}{10}$m,U=UDB=80V,t=1×10-6s
代入数据,解得:$\frac{q}{m}$=7.5×108C/kg.故D正确.
故选:ABD
点评 该题通过比较几个点的电势,得出该电场的特点与方向,解题的关键是通过使用辅助线来说明问题,同时掌握类平抛运动处理规律是解题的关键.
练习册系列答案
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2.如图所示,在边界PQ上方有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正、负电子同时从边界上的O点沿与PQ成θ角的方向以相同的速度v射入磁场中,则关于正、负电子,下列说法不正确的是( )
A. | 在磁场中运动的轨道半径相同 | B. | 出边界时两者的速度相同 | ||
C. | 出边界点到O点处的距离相等 | D. | 在磁场中运动的时间相同 |