如图所示,半径R=0.5m的14圆弧接受屏位于电场强度方向向下的匀强电场中,OB水平,一质量为m=10-4kg,带电荷量为q=8.0×10-5C的粒子从与圆弧圆心O等高且距O点0.3m的A点以初速度v

时间:2024-04-30 22:42:32 5A范文网 浏览: 平时作业 我要投稿

问题描述:

如图所示,半径R=0.5m的
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圆弧接受屏位于电场强度方向向下的匀强电场中,OB水平,一质量为m=10-4kg,带电荷量为q=8.0×10-5C的粒子从与圆弧圆心O等高且距O点0.3m的A点以初速度v0=3?m/s水平射出,粒子重力不计,粒子恰好能垂直打到圆弧曲面上的C点(图中未画出),取C点电势?=0,则(  )

A.该匀强电场的电场强度E=100?V/m
B.粒子在A点的电势能为8×10-5J
C.粒子到达C点的速度大小为3
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?m/s
D.粒子速率为4m/s时的电势能为4.5×10-4?J

最佳答案

A、粒子在电场力作用下做类平抛运动,因粒子垂直打在C点,由类平抛运动规律知:
C点速度方向的反向延长线必过O点,且OD=AO=0.3m,DC=0.4m,即有:AD=v0t,DC=

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qE
m
t2,
联立并代入数据可得:E=25N/C,故A错误;
B、因UDC=E?DC=10V,而A、D两点电势相等,所以φA=10V,即粒子在A点的电势能为:Ep=qφA=8×10-4J,故B错误;
C、从A到C由动能定理知:qUAC=
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mvC2-
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mv02,
代入数据得:vC=5m/s,故C错误;
D、粒子在C点总能量:EC=
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mvC2=
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×10-4×52=1.25×10-3J,由能量守恒定律可知,粒子速率为4m/s时的电势能为:Ep'=EC-
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mv2=1.25×10-3-
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×10-4×52=4.5×10-4J,故D正确.
故选:D.

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