题目内容
【题目】如图,已知某匀强电场方向平行于正六边形ABCDEF所在平面。已知A、B、C、D点的电势分别为8 V、6 V、2 V、0 V。现有一电荷量大小为2e的带电粒子(不计重力)从A点以初动能12 eV沿AC方向射入电场,恰好经过BC的中点G。下列说法正确的是
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A. 该粒子一定带负电
B. 该粒子达到G点时的动能为20 eV
C. 若只改变该粒子在A点时的初速度方向,该粒子不可能经过C点
D. 若该种粒子以不同速率从D点沿DF方向入射,该粒子可能垂直经过直线CE
【答案】AC
【解析】根据匀强电场中平行等距离的两点电势差相等可得E和F两点的电势分别为2V和6V,则EC为等势线,匀强电场的电场线方向和粒子运动轨迹如图所示;
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该粒子沿AC方向进入,从G点射出,粒子受力方向与电场线方向相反,该粒子一定带负电,A正确;粒子在A点初动能为12eV、电势能EPA=-2e×8V=-16eV,所以总能量为E=12eV-16eV=-4eV,由于
,所以G点的电势为4V,该粒子达到G点时的动能为
,B错误;只改变粒子在A点初速度的方向,若该粒子能经过C点,则经过C点的动能
,动能为零,由于粒子仍然有垂直于电场线方向的分速度,所以不可能出现这种情况,所以只改变粒子在A点初速度的方向,该粒子不可能经过C点,C正确;若该粒子以不同速率从D点沿DF方向入射,其速度可以分解为沿电场线方向和垂直于电场线方向,而垂直于电场线方向的速度不可能减小为零,所以该粒子不可能垂直经过CE,故D错误.
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