Question

11．如圖所示，已知某勻強電場方向平行正六邊形ABCDEF所在平面，若規(guī)定D點電勢為零，則A，B，C 的電勢分別為8V，6V，2V，初動能為16eV、電荷量大小為3e（e為元電荷）的帶電粒子從A沿著AC方向射入電場，恰好經(jīng)過BC的中點G．不計粒子的重力，下列說法正確的是（　�。�

• A． 該粒子一定帶正電
• B． 該粒子達到G點時的動能為4eV
• C． 若該粒子以不同速率從D點沿DF方向入射，該粒子可能垂直經(jīng)過CE
• D． 只改變粒子在A點初速度的方向，該粒子不可能經(jīng)過C

Answer 1

分析 根據(jù)勻強電場中平行等距離的兩點電勢差相等可得E和F兩點的電勢然后確定電場線方向，根據(jù)粒子受力方向確定電性；根據(jù)動能和電勢能之和不變確定粒子在G點和C點的動能，由此作出判斷；根據(jù)運動的合成和分解分析粒子能否垂直EC方向．

解答 解：根據(jù)勻強電場中平行等距離的兩點電勢差相等可得E和F兩點的電勢分別為2V和6V，
則EC為等勢線，勻強電場的電場線方向和粒子運動軌跡如圖所示；
A、該粒子沿AC方向進入，從G點射出，粒子受力方向與電場線方向相反，該粒子一定帶負(fù)電，故A正確；
B、粒子在A點初動能為16eV、電勢能E_PA=-3e×8V=-24eV，所以總能量為E=16eV-24eV=-8eV，由于U_BG=U_GC，所以G點的電勢為4V，該粒子達到G點時的動能為E_KG=E-（-4×3eV）=4eV，故B正確；
C、若該粒子以不同速率從D點沿DF方向入射，其速度可以分解為沿電場線方向和垂直于電場線方向，而垂直于電場線方向的速度不可能減小為零，所以該粒子不可能垂直經(jīng)過CE，故C錯誤；
D、只改變粒子在A點初速度的方向，若該粒子能經(jīng)過C點，則經(jīng)過C點的動能E_KC=E-（-2×3eV）=-2eV，動能為負(fù)，不可能出現(xiàn)這種情況，所以只改變粒子在A點初速度的方向，該粒子不可能經(jīng)過C點，故D正確．
故選：BD．

點評 有關(guān)帶電粒子在勻強電場中的運動，此種類型的題目從兩條線索展開：其一，力和運動的關(guān)系．根據(jù)帶電粒子受力情況，用牛頓第二定律求出加速度，結(jié)合運動學(xué)公式確定帶電粒子的速度和位移等解答．其二，功和能的關(guān)系．根據(jù)電場力對帶電粒子做功，利用動能定理、能量守恒定律等研究全過程中能的轉(zhuǎn)化．