Question

如图所示，半径R=0.5 m的1/4圆弧接受屏位于电场强度方向向下的匀强电场中，OB水平，一质量为m=10^-4kg，带电荷量为q=8.0×10^-5 C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=3 m/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=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8×10-5 J

C. 粒子到达C点的速度大小为 m/s     D. 粒子速率为4m/s时的电势能为4.5×10^-4 J

Answer

D

【解析】

试题分析：设粒子垂直打到屏上时速度方向与水平方向的夹角为α，由平抛运动的规律可知，速度的反向延长线过O点，且O点是水平位移的中点，由几何关系可求得，;则水平方向满足：；竖直方向：，解得匀强电场的电场强度E=25 V/m，选项A 错误；AC的竖直距离为：,则AC两点的电势差为,则A点的电势为UA=10V，故粒子在A点的电势能为,选项B错误；由动能定理可知：，解得v=5m/s；选项C错误；由于粒子的电势能与动能之和守恒，则粒子速率为4m/s时的电势能满足，则，选项D 正确。

考点：类平抛运动的规律；动能定理及能量守恒定律。