Question

【題目】如圖所示，一帶電荷量為q的帶電粒子以一定的初速度由P點射入勻強電場，入射方向與電場線垂直。粒子從Q點射出電場時，其速度方向與電場線成30°角．已知勻強電場的寬度為d，P、Q兩點的電勢差為U，不計重力作用，設P點的電勢為零。則下列說法正確的是

A. 帶電粒子在Q點的電勢能為－Uq

B. 帶電粒子帶負電

C. 此勻強電場的電場強度大小為

D. 此勻強電場的電場強度大小為

Answer 1

【答案】AC

【解析】

根據公式W=qU求出電場力做功，確定出P、Q間電勢能的差，即可求得Q點的電勢能．根據粒子軌跡彎曲方向，判斷出粒子所受的電場力方向，即可判斷其電性；帶電粒子垂直進入勻強電場中，做類平拋運動，在Q點建立直角坐標系，垂直于電場線為x軸，平行于電場線為y軸，根據平拋運動的規律求出粒子到達Q點時的速度．根據位移公式和兩個分運動的等時性，列出x方向和y方向兩個方向的分位移與時間的關系式，即可求出豎直方向的位移大小y0，由求解場強的大小．

A、B、由圖看出粒子的軌跡向上，則所受的電場力向上，與電場方向相同，所以該粒子帶正電.粒子從P到Q，電場力做正功，為W=qU，則粒子的電勢能減少了qU，P點的電勢為零，則知帶電粒子在Q點的電勢能為-Uq;故A正確,B錯誤.

C、D、設帶電粒子在P點時的速度為v0，在Q點建立直角坐標系，垂直于電場線為x軸，平行于電場線為y軸，由平拋運動的規律和幾何知識求得粒子在y軸方向的分速度為：,粒子在y方向上的平均速度為：,粒子在y方向上的位移為y0，粒子在電場中的運動時間為t，豎直方向有： ,水平方向有：d=v0t,可得：,所以場強為： ,聯立得：，故C正確，D錯誤.

故選AC.