如图所示,ab是半径为R的圆的一条直径,该圆处于匀强电场中,场强大小为E,方向平行于圆平面.在圆周平面内,将一带正电q的小球从a点以相同的动能抛出,抛出方向不同时,小球会经过圆周上不同的点,在这些所有的点中,经过 c点时小球的动能最大.已知∠cab=30°,若不计重力和空气阻力,则电场的方向为(  )A. 沿a→bB. 沿a→cC. 沿O→cD. 沿b→c

问题描述:

如图所示,ab是半径为R的圆的一条直径,该圆处于匀强电场中,场强大小为E,方向平行于圆平面.在圆周平面内,将一带正电q的小球从a点以相同的动能抛出,抛出方向不同时,小球会经过圆周上不同的点,在这些所有的点中,经过 c点时小球的动能最大.已知∠cab=30°,若不计重力和空气阻力,则电场的方向为(  )
A. 沿a→b
B. 沿a→c
C. 沿O→c
D. 沿b→c

依题,从C点出来的微粒动能最大,电场力做功必最多,且电场方向必定从a一侧指向c一侧,c点电势最低.过c点作切线,圆周上其余各点电势都高于c点,即在圆周上找不到与c电势相等的点.且由a到c电场力对小球做正功.则电场方向应在Oc方向,故A、B、D错误,C正确.
故选C.
答案解析:由题,小球在匀强电场中,从a点运动到c点,根据动能定理,分析什么条件下电场力做功最多,小球到达c点的小球动能最大.
匀强电场中电场力做功公式W=qEd,d是沿电场方向两点间的距离.
考试点:A:电场强度 B:动能定理的应用
知识点:本题关键考查对电场力做功公式W=qEd的理解和应用,d是沿电场方向两点间的距离.