题目内容
【题目】如图所示,在光滑绝缘水平面上有一半径为R的圆,AB是一条直径,空间有匀强电场场强大小为E,方向与水平面平行.在圆上A点有一发射器,以相同的动能平行于水平面沿不同方向发射带电量为+q的小球,小球会经过圆周上不同的点,在这些点中,经过C点的小球的动能最大.由于发射时刻不同时,小球间无相互作用.且∠α=30°,下列说法正确的是( )
A. 电场的方向与AC间的夹角为30°
B. 电场的方向与AC间的夹角为60°
C. 小球在A点垂直电场方向发射,恰能落到C点,则初动能qER
D. 小球在A点垂直电场方向发射,恰能落到C点,则初动能qER
【答案】AC
【解析】小球在匀强电场中,从a点运动到c点,根据动能定理qUAC=Ek可知,因为到达C点时的小球的动能最大,所以UAC最大,则在圆周上找不到与C电势相等的点。且由A到C电场力对小球做正功。过C点作切线,则CF为等势线。过A点作CF的垂线,则该线为电场线,场强方向如图示。
因为∠CAB=30°,则连接CO,∠ACO=30°,所以电场方向与AC间的夹角θ为30°;故A正确,B错误。小球只受电场力,做类平抛运动。
x=Rcos30°=v0t,y=R+Rsin30°= ,由以上两式得:Ek=mv02=qER;故C正确,D错误。故选AC。
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