题目内容

如图所示,虚线框内有匀强电场,是该电场的三个等势面,相邻等势面间的距离为,其中为零势面。一个质量为,电量为的粒子沿方向以初动能自图中的P点进入电场,刚好从点离开电场。已知,粒子的重力忽略不计,下列说法正确的是(    )

A.该粒子通过零势面时的动能是

B.该粒子在P点的电势能是

C.该粒子到达点时的动能是

D.该粒子到达点时的电势能是

 

【答案】

C

【解析】

试题分析:根据等势面的分布情况和粒子的轨迹分析可知:粒子做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀加速直线运动.粒子从A到C,水平位移为x=2cm,竖直位移为y=1cm,由,求出,由速度的合成求出v,再求出该粒子到达C′点时的动能.粒子运动中电势能和动能总和不变,根据能量守恒定律确定粒子的总能量,再求出粒子经过P、点时的电势能。

粒子做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,有,竖直方向做匀加速直线运动有,由题知x=2y,可得,到达点的速度为,则到达点时的动能为:,由于相邻等势面间的距离相等,电势差相等,动能的增量相等,则该粒子通过等势面BB'时的动能是;C对;BB'为零势能面,由上可知,粒子经过等势面BB'时总能量为是,该粒子在P点时的电势能是;B错;根据能量守恒得,该粒子到达点时的电势能D错;故选B

考点:考查等势面和电场线

点评:难度较大,本题首先要分析出粒子做类平抛运动,关键是研究粒子经过BB'面时总能量,根据能量守恒研究经过其他等势面时的电势能

 

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