Question

【題目】如圖所示，半徑R=0.5m的圓弧型接收屏位于電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，Ob水平。一質(zhì)量為m＝10－4kg、帶電荷量為q＝2．0×10－6C的粒子，從與圓弧圓心O等高且距O點(diǎn)0．3m的a點(diǎn)，以初速度=3m／s沿水平方向射出，粒子重力不計(jì)，粒子恰好能垂直圓弧曲面打到弧面上的c點(diǎn)（圖中未畫出），取c點(diǎn)電勢(shì)＝0，則（ ）

A. 該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝1000V／m

B. 粒子到達(dá)c點(diǎn)的速度大小為5m／s

C. 粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)為－40V

D. 粒子速率為3m／s時(shí)的電勢(shì)能為4×10－4J

Answer 1

【答案】AB

【解析】

粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的推論與類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求出電場(chǎng)強(qiáng)度；然后由勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系求出A點(diǎn)的電勢(shì)，然后求出電勢(shì)能；由動(dòng)能定理求出粒子在C點(diǎn)的速度；然后由能量守恒定律求出粒子速率為3m/s時(shí)的電勢(shì)能。

A項(xiàng)：粒子在電場(chǎng)力作用下做類平拋運(yùn)動(dòng)，因粒子垂直打在C點(diǎn)，由類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律知：

C點(diǎn)速度方向的反向延長(zhǎng)線必過O點(diǎn)，且OD=AO=0.3m，DC=0.4m，

即有：AD=v0t，DC=聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)可得：E=1000N/C，故A正確

B、C項(xiàng)：因UDC=EDC=400V，而A、D兩點(diǎn)電勢(shì)相等，所以φa=400V，

從A到C由動(dòng)能定理知： 代入數(shù)據(jù)解得：，故B正確；

故C錯(cuò)誤；

D項(xiàng)：粒子在C點(diǎn)總能量：E=由能量守恒定律可知，粒子速率為3m/s時(shí)的電勢(shì)能為0，故D錯(cuò)誤。

故選：AB。