题目内容

【题目】如图所示,AB、CD是一个圆的两条直径,∠AOC是锐角,该圆处于匀强电场中,电场强度方向平行该圆所在平面。在圆周所在的平面内将一个带正电的粒子从A点先后以相同的速率v沿不同方向射向圆形区域,粒子将经过圆周上的不同点,其中经过C点时粒子的动能最小.若不计粒子所受的重力和空气阻力,则下列判断中正确的是

A. 电场强度方向由A指向B

B. 电场强度方向由C指向D

C. 粒子到达B点时速率一定大于A点射入时的速率

D. 粒子经过劣弧BD时的电势能都小于A点的电势能

【答案】BCD

【解析】

带正电微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域中,只在电场力作用下从圆周上不同点离开圆形区域,从C点离开圆形区域的带电微粒的动能最小。则说明电场力做功最小,从而得出C点是沿电场强度方向离A点最近。电场力做功就是电量与两点的电势差的乘积。

仅在电场力作用下从A点进入,离开C点的动能最小,电势能最大,所以电场线与过C的切线相垂直,由于带电微粒是带正电,故匀强电场的方向沿CD方向。故A错误,B正确;由图可知,由A到B电场力电场力做正功,电势能减小,动能增大,即粒子到达B点时速率一定大于A点射入时的速率,故C正确;沿着电场线方向,电势逐渐降低,且电场线与等势面垂直可知,劣弧BD上各点电势都小于A点电势,粒子带正电,故粒子经过劣弧BD时的电势能都小于A点的电势能,故D正确;故选BCD。

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