Question

3．如图所示，在空间中有平行xOy平面的匀强电场，场强大小为100V/m．一群电量相同的带正电粒子以相同的初动能从P点出发，可以到达以原点O为圆心、半径为25cm的圆上的任意位置．比较圆上这些位置，发现粒子到达圆与x轴正半轴的交点A时，动能最大．已知∠OAP=37°，（不计重力，不计粒子间相互作用，sin37°=0.6，cos37°=0.8），则（　　）

• A． 该匀强电场的方向沿x轴负方向
• B． 过A点的等势面与PA连线垂直
• C． 到达圆与x轴负半轴的交点Q点的粒子动能最小
• D． P、A两点的间电势差为32 V

Answer 1

分析 据题，到达A点的正电荷动能增加量最大，电场力做功最大，说明等势面在A点与圆相切，即等势面与y轴平行，由U_PA=$\frac{{W}_{PA}}{q}$求解PA间的电势差，再由公式U=Ed求解场强的大小

解答 解：A、到达A点的正电荷动能增加量最大，电场力做功最大，说明了A点的电势最低；同时说明等势面在A点与圆相切，也就是等势面与y轴平行，所以电场线与x轴平行，沿x轴正方向，故A错误；
B、电场线的方向沿x轴正方向，所以过A点的等势面过A点平行于y轴，故B错误；
C、电场线的方向沿x轴正方向，所以Q点的电势最高，到达Q点的正电荷的电势能最大，结合能量守恒可知正电荷动能最小．故C正确；
D、由几何关系可知：$\overline{PA}=2R•cos37°=2×0.25×0.8=0.4$m，PA间的电势差为：U_PA=$E•\overline{PA}•cos37°$=100×0.4×0.8=32 V．故D正确．
故选：CD

点评 本题考查电场强度与电势差的关系，关键要运用逻辑推理判断出过A点的等势面，运用公式U=Ed时，要知道d是两点沿电场方向的距离