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15.如图所示,在匀强电场中有一半径为R的圆,场强方向与圆所在平面平行,场强大小为Ep,有一电荷量为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CO方向
B.A、C两点之间的电势差为2ERcos2α
C.该带电微粒在C带电电势能大于在A点的电势能
D.从A到C电场力做功为2qERcosα

分析 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W=qEd,d是两点沿电场线方向的距离.

解答 解:
A、据题意,带电微粒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、C、D、从A、C两点之间的电势差为2ERcos2α,那么从A到c电场力做功为W=qEd=qE(R+Rcos2α)=2qERcos2α,因电场力做正功,电势能减小,故B正确,CD错误;
故选:B.

点评 本题关键抓住C点是沿电场强度方向离A点最远,从电场力做功公式W=qEd,判断出电场线的方向,并运用这个公式求解电场力做功,要理解这个公式中d是两点沿电场线方向的距离.

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A.由于F1、F2等大反向,故系统机械能守恒
B.运动过程中F1、F2可能做正功,也可能做负功
C.由于F1、F2大小不变,所以m、M各自已知做匀加速运动
D.当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时,m、M各自的动能最大

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A.小球运动的最大速度等于2$\sqrt{g{x}_{0}}$
B.弹簧的劲度系数为$\frac{mg}{{x}_{0}}$
C.小球接触弹簧后的运动过程中重力势能与弹性势能之和先减小后增大
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C.奥斯特发现了磁场产生电流的条件和规律
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