一种可用于卫星上的带电粒子探测装置,由两个同轴的半圆柱形带电导体极板(半径分别为R和)和探测器组成,其横截面如图(a)所示,点O为圆心。在截面内,极板间各点的电场强度大小与其到O点的距离成反比,方向指向O点。4个带正电的同种粒子从极板间通过,到达探测器。不计重力。粒子1、2做圆周运动,圆的圆心为O、半径分别为、;粒子3从距O点的位置入射并从距O点的位置出射;粒子4从距O点的位置入射并从距O点的位置出射,轨迹如图(b)中虚线所示。则( )
A
粒子3入射时的动能比它出射时的大
B
粒子4入射时的动能比它出射时的大
C
粒子1入射时的动能小于粒子2入射时的动能
D
粒子1入射时的动能大于粒子3入射时的动能
答案
B,D
解析
【详解】C.在截面内,极板间各点的电场强度大小与其到O点的距离成反比,可设为
带正电的同种粒子1、2在均匀辐向电场中做匀速圆周运动,则有
,
可得
即粒子1入射时的动能等于粒子2入射时的动能,故C错误;
A.粒子3从距O点的位置入射并从距O点的位置出射,做向心运动,电场力做正功,则动能增大,粒子3入射时的动能比它出射时的小,故A错误;
B.粒子4从距O点的位置入射并从距O点的位置出射,做离心运动,电场力做负功,则动能减小,粒子4入射时的动能比它出射时的大,故B正确;
D.粒子3做向心运动,有
可得
粒子1入射时的动能大于粒子3入射时的动能,故D正确;
故选BD。