如图所示,在匀强电场中有一半径为R的圆O,场强方向与圆O所在平面平行,场强大小为E.电荷量为q的带正电微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域中,只在电场力作用下运动,从圆周上不同点离开圆形区域,其中从C点离开圆形区域的带电微粒的动能最大,图中O是圆心,AB是圆的直径,AC是与AB成α角的弦,则( )
A. 匀强电场的方向沿AC方向
B. 匀强电场的方向沿OC方向
C. 从A到C电场力做功为2qERcosα
D. 从A到C电场力做功为2qER cos2α
解题思路:带正电微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域中,只在电场力作用下从圆周上不同点离开圆形区域,从C点离开圆形区域的带电微粒的动能最大.则说明电场力做功最多,从而得出C点是沿电场强度方向离A点最远.电场力做功就是电量与两点的电势差的乘积.
A、B仅在电场力作用下从A点进入,离开C点的动能最大,则C点是沿电场强度方向离A点最远,所以电场线与过C的切线相垂直,由于带电微粒是带正电,故匀强电场的方向沿OC方向.故A错误,B正确;
C、D从A到C电场力做功为W=qES=qE(R+Rcos2α)=2qERcos2α,故C错误,D正确;
故选:BD
点评:
本题考点: 电势能;电场强度.
考点点评: 解决本题的关键抓住C点是沿电场强度方向离A点最远,以及电场线与过C的切线相垂直.电场力做功公式W=qEd中,d是沿电场线方向两点间的距离.
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