问题
选择题
如图所示,在边长为L的正方形ABCD区域内存在着场强为E的匀强电场,电场方向与AB边平行.一带电量为q的带电粒子以mv2/2从正方形ABCD一条边的中点射入(该粒子的重力不计),一段时间后,该粒子从一条边的中点射出,此时该带电粒子的动能有n种情况,则n 等于( )
A.3
B.4
C.5
D.8

答案
若带电粒子带正电:
①粒子可能从BD中点射出,电场力做正功,大小为qEL,根据动能定理得知粒子的动能增大qEL,则射出电场时动能为
mv2+qEL;1 2
②粒子可能从AB或CD的中点射出,电场力做正功,大小为
qEL,根据动能定理得知粒子的动能增大1 2
qEL,则射出电场时动能为1 2
mv2+1 2
qEL;1 2
若带电粒子带负电:
③粒子可能从BD中点射出,电场力做负功,大小为-qEL,根据动能定理得知粒子的动能减小qEL,则射出电场时动能为
mv2-qEL;1 2
④粒子可能从AB或CD的中点射出,电场力做负功,大小为-
qEL,根据动能定理得知粒子的动能减小1 2
qEL,则射出电场时动能为1 2
mv2-1 2
qEL;1 2
⑤粒子可能从AC的中点射出,电场力不做功,射出电场时动能为
mv2.1 2
故n=5.
故选C