Question

【題目】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，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，發現粒子到達圓與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32V

Answer 1

【答案】CD

【解析】

據題，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UPA=求解PA間的電勢差，再由公式U=Ed求解場強的大小.

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；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；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，結合能量守恒可知正電荷動能最小，故C正確；由幾何關系可知：＝2Rcos37°＝2×0.25×0.8＝0.4m，PA間的電勢差為：UPA=Ecos37°=100×0.4×0.8=32 V．故D正確。故選CD。