Question

带电粒子以速度V沿竖直方向垂直进入匀强电场E中，如图所示，经过一段时间后，其速度变为水平方向，大小仍为V，下列说法正确的是（ ）

A．带电粒子带负电
B．粒子运动的水平位移大小一定等于竖直位移大小
C．该过程电场力所做的功一定等于克服重力所做的功
D．该过程电势能的减少一定等于机械能的增加

Answer

带电粒子在重力与电场力共同作用下，从A点到B点过程中，竖直方向重力做负功，导致速度减小；水平方向电场力做正功，导致速度增大．同时根据动能定理可知，重力做功与电场力做功的关系．粒子运动的水平位移大小与竖直方向的位移大小，是由重力与电场力大小决定，从而可判定电势能与机械能变化的关系．
【解析】
A、根据题意可知，带电粒子受到的电场力是水平向右，由于电场线水平向右，所以粒子带正电，故A错误；
B、将粒子的运动分解成水平方向与竖直方向，根据分运动的等时性，由运动学公式可知，水平方向与竖直方向加速度大小相等，及位移大小也相等．故B正确；
C、选取A到B过程中，根据动能定理，则有：，得电场力所做的功一定等于克服重力所做的功，故C正确；
D、由C选项可知，电场力做正功，导致电势能减小，而克服重力做功，导致重力势能增加，所以过程电势能与机械能之和不变，即有电势能的减少一定等于机械能的增加，故D正确；
故选：BCD