选择题6.0分
物理

7.如图所示,竖直平面内有水平向左的匀强电场E,M点与P点的连线垂直于电场线,M点与N在同一电场线上。两个完全相同的带等量正电荷的粒子,以相同大小的初速度v0分别从M点和N点沿竖直平面进入电场,M点的粒子与电场线成一定的夹角进入,N点的粒子垂直电场线进入,两粒子恰好都能经过P点,重力不计。在此过程中,下列说法正确的是(   )

A

两粒子到达P点的速度大小可能相等

B

电场力对两粒子做功一定不相同

C

两粒子到达P点时的电势能都比进入电场时小

D

两粒子到达P点所需时间一定不相等

正确答案及相关解析

正确答案

BD

解析

根据动能定理知N点的粒子到达P点时的速度增大,而M点的粒子到达P点时的速度大小不变,它们的初速度大小相等,所以两粒子达到P点的速度大小不等,故A错误.由于MP间的电势差为零,NP间的电势差大于零,则由W=qU知,电场力对M点的粒子不做功,对N点的粒子做正功,故B正确.M点的粒子到达P点时电势能不变,N点的粒子到达P点时电势能减少,故C错误;在垂直于电场线方向,两个粒子都做匀速直线运动,设PM=L,设M点的粒子与电场线的夹角为α.则M点的粒子到达P点的时间 tM=,N点的粒子到达P点的时间tN=,可见,两粒子到达P点所需时间一定不相等.故D正确.

考查方向

匀强电场中电势差和电场强度的关系;电势能

解题思路

分析初末位置的电势差,判断电场力做功的关系.由动能定理分析速度大小关系.运用运动的分解法和运动学公式分析运动时间的关系.

易错点

带电粒子在电场中运动时,根据电势差研究电场力做功,进而分析电势能和动能的关系是常用的方法.粒子在电场中做匀变速曲线运动时,常用运动的分解法研究其运动规律.