Question

【題目】如圖所示，AB、CD是一個圓的兩條直徑，∠AOC是銳角，該圓處于勻強電場中，電場強度方向平行該圓所在平面。在圓周所在的平面內將一個帶正電的粒子從A點先后以相同的速率v沿不同方向射向圓形區域，粒子將經過圓周上的不同點，其中經過C點時粒子的動能最小．若不計粒子所受的重力和空氣阻力，則下列判斷中正確的是

A. 電場強度方向由A指向B

B. 電場強度方向由C指向D

C. 粒子到達B點時速率一定大于A點射入時的速率

D. 粒子經過劣弧BD時的電勢能都小于A點的電勢能

Answer 1

【答案】BCD

【解析】

帶正電微粒以相同的初動能沿著各個方向從A點進入圓形區域中，只在電場力作用下從圓周上不同點離開圓形區域，從C點離開圓形區域的帶電微粒的動能最小。則說明電場力做功最小，從而得出C點是沿電場強度方向離A點最近。電場力做功就是電量與兩點的電勢差的乘積。

僅在電場力作用下從A點進入，離開C點的動能最小，電勢能最大，所以電場線與過C的切線相垂直，由于帶電微粒是帶正電，故勻強電場的方向沿CD方向。故A錯誤，B正確；由圖可知，由A到B電場力電場力做正功，電勢能減小，動能增大，即粒子到達B點時速率一定大于A點射入時的速率，故C正確；沿著電場線方向，電勢逐漸降低，且電場線與等勢面垂直可知，劣弧BD上各點電勢都小于A點電勢，粒子帶正電，故粒子經過劣弧BD時的電勢能都小于A點的電勢能，故D正確；故選BCD。