Question

3．如圖所示，在空間中有平行xOy平面的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為100V/m．一群電量相同的帶正電粒子以相同的初動(dòng)能從P點(diǎn)出發(fā)，可以到達(dá)以原點(diǎn)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(dá)圓與x軸正半軸的交點(diǎn)A時(shí)，動(dòng)能最大．已知∠OAP=37°，（不計(jì)重力，不計(jì)粒子間相互作用，sin37°=0.6，cos37°=0.8），則（　�。�

• A． 該勻強(qiáng)電場的方向沿x軸負(fù)方向
• B． 過A點(diǎn)的等勢(shì)面與PA連線垂直
• C． 到達(dá)圓與x軸負(fù)半軸的交點(diǎn)Q點(diǎn)的粒子動(dòng)能最小
• D． P、A兩點(diǎn)的間電勢(shì)差為32 V

Answer 1

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

解答 解：A、到達(dá)A點(diǎn)的正電荷動(dòng)能增加量最大，電場力做功最大，說明了A點(diǎn)的電勢(shì)最低；同時(shí)說明等勢(shì)面在A點(diǎn)與圓相切，也就是等勢(shì)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(cuò)誤；
B、電場線的方向沿x軸正方向，所以過A點(diǎn)的等勢(shì)面過A點(diǎn)平行于y軸，故B錯(cuò)誤；
C、電場線的方向沿x軸正方向，所以Q點(diǎn)的電勢(shì)最高，到達(dá)Q點(diǎn)的正電荷的電勢(shì)能最大，結(jié)合能量守恒可知正電荷動(dòng)能最小．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(shì)差為：U_PA=$E•\overline{PA}•cos37°$=100×0.4×0.8=32 V．故D正確．
故選：CD

點(diǎn)評(píng) 本題考查電場強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系，關(guān)鍵要運(yùn)用邏輯推理判斷出過A點(diǎn)的等勢(shì)面，運(yùn)用公式U=Ed時(shí)，要知道d是兩點(diǎn)沿電場方向的距離