如图所示,质量为m,带电量为q的粒子,以初速度v0,从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中,粒子通过电场中B点时,速率vB=2v0,方向与电场的方向一致,则A,B两点的电势差为(  )A. m v202qB. 3m20qC. 2mv20qD. 3mv202q

问题描述:

如图所示,质量为m,带电量为q的粒子,以初速度v0,从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中,粒子通过电场中B点时,速率vB=2v0,方向与电场的方向一致,则A,B两点的电势差为(  )
A.

v
2
0
2q

B.
3m
2
0
q

C.
2mv
2
0
q

D.
3mv
2
0
2q

粒子,从A到B,根据动能定理得:
   qUAB-mgh=

1
2
m
v
2
B
1
2
m
v
2
0

因为vB=2v0
若只考虑粒子在竖直方向,只受到重力,所以机械能守恒,则有mgh=
1
2
m
v
2
0

由以上三式,则有UAB=
2m
v
2
0
q

故选:C
答案解析:微粒在匀强电场中受到重力和电场力两个力作用,根据动能定理求出AB两点间的电势差UAB
考试点:电势差;动能定理的应用;带电粒子在匀强电场中的运动.

知识点:涉及到电势差的问题,常常要用到动能定理.本题的难点在于运动的处理,由于微粒受到两个恒力作用,运用运动的分解是常用的方法.