Question

如图所示，半径R=0．5m的1/4圆弧接收屏位于电场强度方向竖直向下的匀强电场中，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=3m/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φ=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5m/s

D．粒子速率为4 m/s时的电势能为4．5×10^-4J

Answer

CD

【解析】

试题分析：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，，联立并代入数据可得：E=25N/C，故A错误；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；从A到C由动能定理知：qUAC=mvC2-mv02，代入数据得：vC=5m/s，故C正确；粒子在C点总能量：EC=mvC2=×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-mv2=1．25×10-3-×10-4×52=4．5×10-4J，故D正确．故选CD。

考点：带电粒子在电场中的运动

【名师点睛】本题考查了粒子在电场中的运动，粒子在电场中做类平抛运动，应用类平抛运动规律、动能定理、能量守恒定律即可正确解题。