Question

14．如圖所示，虛線a、b、c代表電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等．實(shí)線為一帶負(fù)電的粒子，僅在電場(chǎng)力作用下通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn)，據(jù)此可知，下列說(shuō)法中正確的是（　　）

• A． 三個(gè)等勢(shì)面中，c點(diǎn)的電勢(shì)最高
• B． 粒子在P點(diǎn)的加速度方向沿著等勢(shì)面a的切線方向
• C． 對(duì)于P、Q兩點(diǎn)，帶電粒子通過(guò)P點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能較大
• D． 由于不知道帶電粒子運(yùn)動(dòng)的方向，無(wú)法比較P、Q兩點(diǎn)的動(dòng)能大小

Answer 1

分析 由于質(zhì)點(diǎn)只受電場(chǎng)力作用，根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡可知電場(chǎng)力指向運(yùn)動(dòng)軌跡的內(nèi)側(cè)即斜向右下方，由于質(zhì)點(diǎn)帶正電，因此電場(chǎng)線方向也指向右下方；電勢(shì)能變化可以通過(guò)電場(chǎng)力做功情況判斷；電場(chǎng)線和等勢(shì)線垂直，且等勢(shì)線密的地方電場(chǎng)線密，電場(chǎng)強(qiáng)度大．

解答 解：A、電荷所受電場(chǎng)力指向軌跡內(nèi)側(cè)，故電場(chǎng)力應(yīng)指向右下；由于電荷帶負(fù)電，因此電場(chǎng)線指向左上方，沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低，故a等勢(shì)線的電勢(shì)最低，c等勢(shì)線的電勢(shì)最高，故A正確；
B、因電場(chǎng)線與等勢(shì)面相互垂直，大致作出電場(chǎng)線如圖所示，粒子受力方向與電場(chǎng)線方向相反，因此粒子在P點(diǎn)的加速度方向沿著等勢(shì)面a的垂線方向，故B錯(cuò)誤；
C、根據(jù)質(zhì)點(diǎn)受力情況和電場(chǎng)線的方向可知，從P到Q過(guò)程中電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能降低，故P點(diǎn)的電勢(shì)能大于Q點(diǎn)的電勢(shì)能，故C正確；
C、從P到Q過(guò)程中電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能降低，動(dòng)能增大，故P點(diǎn)的動(dòng)能小于Q點(diǎn)的動(dòng)能，故D錯(cuò)誤．
故選：AC．

點(diǎn)評(píng) 解決這類帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的思路是：根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡判斷出所受電場(chǎng)力方向，然后根據(jù)功的性質(zhì)以及電場(chǎng)線的性質(zhì)進(jìn)一步判斷電勢(shì)、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能、動(dòng)能等物理量的變化．