题目内容

【题目】如图所示,匀强电场分布在边长为L的正方形区域ABCD内,M、N分别为AB和AD的中点,一个初速度为v0、质量为m、电荷量为q的带负电粒子沿纸面射入电场.带电粒子的重力不计.如果带电粒子从M点垂直电场方向进入电场,则恰好从D点离开电场.若带电粒子从N点垂直BC方向射入电场,则带电粒子

A. 从BC边界离开电场

B. 从AD边界离开电场

C. 在电场中的运动时间为

D. 离开电场时的动能为

【答案】BD

【解析】从M→D过程粒子做类平抛运动,则沿v0方向有:

,
垂直v0方向:
又 ,
解得: ,
带电粒子从N点垂直BC方向射入电场,粒子做匀减速直线运动,设粒子匀减速的位移为x时速度减至零,根据动能定理得:

,
解得 ,
所以粒子最终从AD边离开电场,粒子在电场中运动的时间为: ,
离开电场时电场力做功为零,故有离开电场时的动能为: 故BD正确;

综上所述本题答案是:BD

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