选择题6.0分
物理

8.如图所示,已知某匀强电场方向平行于正六边形ABCDEF所在平面。若规定D点电势为零,则A、B、C的电势分别为8V、6V、2V。初动能为12eV、电荷量大小为2e(e为元电荷)的带电粒子从A沿着AC方向射入电场,恰好经过BC的中点G。不计粒子的重力,下列说法正确的是()

A

该粒子一定带负电

B

该粒子达到点G时的动能为20eV

C

只改变粒子在A点初速度的方向,该粒子不可能经过C

D

若该粒子以不同速率从D点沿DF方向入射,该粒子可能垂直经过CE

正确答案及相关解析

正确答案

A

解析

如图,作辅助线BH垂直平分AC;连接HG;作HI垂直平分BG

       G、H、I是中点,所以电势分别为4V、5V、5V,所以HI为等势面,CE也是等势面,所以电场线方向沿AD方向。A、根据曲线运动的轨迹要夹在F与V之间,所以该粒子一定带负电,A正确;B、从A到G由动能定理得:q(φA-φG)=EkG-EkA

      带入数据得EkG=4eV,所以B错误;C、根据曲线运动的规律知,C正确;D、因为DF不是电场线方向,粒子做曲线运动,不可能垂直等势面CE,所以D错误。

考查方向

本题主要考查了电磁学-静电场-电势、电势差、

解题思路

       该电场中已知三点的电势,可以通过作辅助线找出它们之间的关系,从而确定该电场的特点与方向。

       匀强电场中U=Ed ,d是在电场线方向的距离,根据这个公式可以知道无论两点在哪两点间距离都能分解为沿电场线方向和垂直电场线方向,垂直电场线方向上电势不变,只需看沿电场线方向的距离,再根据公式可知UAG=φA-φG=Ed UGC=φG-φC=Ed 所以 φA-φG=φG-φC ,即 φG=(φA+φC)/2 所以两点间的电势是两点电势的平均值 匀强电场中等势线是互相平行的,因为电场线互相平行且等势线与电场线垂直,所以等势线知道电场线就知道了。

易错点

该题通过比较几个点的电势,得出该电场的特点与方向,解题的关键是通过使用辅助线来说明问题.

知识点

动能 动能定理 电势能和电势 带电粒子在匀强电场中的运动