Question

3．如圖所示，在空間中有平行xOy平面的勻強電場，場強大小為100V/m．一群電量相同的帶正電粒子以相同的初動能從P點出發(fā)，可以到達以原點O為圓心、半徑為25cm的圓上的任意位置．比較圓上這些位置，發(fā)現(xiàn)粒子到達圓與x軸正半軸的交點A時，動能最大．已知∠OAP=37°，（不計重力，不計粒子間相互作用，sin37°=0.6，cos37°=0.8），則（　�。�

• A． 該勻強電場的方向沿x軸負方向
• B． 過A點的等勢面與PA連線垂直
• C． 到達圓與x軸負半軸的交點Q點的粒子動能最小
• D． P、A兩點的間電勢差為32 V

Answer 1

分析 據(jù)題，到達A點的正電荷動能增加量最大，電場力做功最大，說明等勢面在A點與圓相切，即等勢面與y軸平行，由U_PA=$\frac{{W}_{PA}}{q}$求解PA間的電勢差，再由公式U=Ed求解場強的大小

解答 解：A、到達A點的正電荷動能增加量最大，電場力做功最大，說明了A點的電勢最低；同時說明等勢面在A點與圓相切，也就是等勢面與y軸平行，所以電場線與x軸平行，沿x軸正方向，故A錯誤；
B、電場線的方向沿x軸正方向，所以過A點的等勢面過A點平行于y軸，故B錯誤；
C、電場線的方向沿x軸正方向，所以Q點的電勢最高，到達Q點的正電荷的電勢能最大，結(jié)合能量守恒可知正電荷動能最�。�故C正確；
D、由幾何關(guān)系可知：$\overline{PA}=2R•cos37°=2×0.25×0.8=0.4$m，PA間的電勢差為：U_PA=$E•\overline{PA}•cos37°$=100×0.4×0.8=32 V．故D正確．
故選：CD

點評 本題考查電場強度與電勢差的關(guān)系，關(guān)鍵要運用邏輯推理判斷出過A點的等勢面，運用公式U=Ed時，要知道d是兩點沿電場方向的距離