如图,圆心为O的圆处于匀强电场中,电场方向与圆平面平行,a…——2021 高考物理第 9 题答案解析

2021_省自主命题(湖南)

2021 湖南 第 9 题 多选题 区分题
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9. 如图,圆心为O的圆处于匀强电场中,电场方向与圆平面平行,ab和cd 为该圆直径。将电荷量为$q \left( q > 0 \right)$ 的粒子从a点移动到b点,电场力做功为 $2 W \big ( W > 0 \big )$ ;若将该粒子从c点移动到d 点,电场力做功为W。下列说法正确的是(  )

A. 该匀强电场的场强方向与ab平行
B. 将该粒子从d 点移动到b点,电场力做功为0.5W
C. a点电势低于c点电势
D. 若只受电场力,从d 点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动
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AB

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【答案】AB
【解析】
【分析】

【详解】A.由于该电场为匀强电场,可采用矢量分解的的思路,沿cd方向建立x轴,垂直与 cd方向建立y轴如下图所示

在 x 方向有

$$ W = E _ { x } q 2 R $$

在 y 方向有

$$ 2 W = E _ { y } q \sqrt { 3 } R + E _ { x } q R $$

经过计算有

$$ E _ { x } = { \cfrac { W } { 2 q R } } , \ E _ { y } = \ { \cfrac { { \sqrt { 3 } } W } { 2 q R } } , \ E = \ { \cfrac { W } { q R } } , \ { \tan \theta } = \ { \cfrac { E _ { y } } { E _ { x } } } = { \sqrt { 3 } } $$

由于电场方向与水平方向成 $6 0 ^ { \circ }$ ,则电场与 $a b$ 平行,且沿a指向b,A 正确;B.该粒从d点运动到b点,电场力做的功为

$$ W ^ { \prime } = E q \frac { R } { 2 } \ = 0 . 5 W $$

B 正确;
C.沿电场线方向电势逐渐降低,则 a点的电势高于c点的电势,C错误;
D.若粒子的初速度方向与ab平行则粒子做匀变速直线运动,D 错误。

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