2.如圖所示,虛線a、b、c代表某一電場中的三個等勢面,相鄰等勢面之間的電勢差相等,實線為一帶正電的粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡,P、R、Q是這條軌跡上的三點,其中R在等勢面b上.下列判斷正確的是( 。
A.三個等勢面中,c的電勢最低
B.帶電粒子在P點的電勢能比在Q點的大
C.帶電粒子在P點的動能與電勢能之和比在Q點的小
D.帶電粒子在R點的加速度方向垂直于等勢面b

分析 帶電粒子只受電場力作用,根據(jù)運動軌跡可知電場力指向運動軌跡的內(nèi)側(cè)即斜向右下方,由于粒子帶正電,因此電場線方向也指向右下方;電勢能變化可以通過電場力做功情況判斷;電場線和等勢線垂直,且等勢線密的地方電場線密,電場強度大;加速度的方向與電場線的方向相同,與等勢面垂直.

解答 解:A、帶電粒子所受電場力指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè),電場線與等勢面垂直,且由于帶電粒子帶正電,因此電場線指向右下方,根據(jù)沿電場線電勢降低,可知a等勢線的電勢最高,c等勢線的電勢最低,故A正確;
B、根據(jù)帶電粒子受力情況可知,若粒子從P到Q過程,電場力做正功,動能增大,電勢能減小,故帶電粒子在P點具有的電勢能比在Q點具有的電勢能大,故B正確;
C、只有電場力做功,所以帶電粒子在P點的動能與電勢能之和與在Q點的相等,故C錯誤;
D、電場的方向總是與等勢面垂直,所以R點的電場線的方向與該處的等勢面垂直,而帶正電粒子受到的電場力的方向與電場線的方向相同,加速度的方向又與受力的方向相同,所以帶電粒子在R點的加速度方向垂直于等勢面b.故D正確.
故選:ABD

點評 解決這類帶電粒子在電場中運動的思路是:根據(jù)運動軌跡判斷出所受電場力方向,然后進一步判斷電勢、電場強度、電勢能、動能等物理量的變化.

練習冊系列答案
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A.伽利略以該實驗為基礎,直接得出了自由落體運動的規(guī)律
B.伽利略研究物理問題科學方法的核心是先根據(jù)經(jīng)驗得出結(jié)論,再用實驗加以論證
C.當時利用斜面做實驗主要是考慮到實驗時便于測量小球運動的加速度
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A.油滴帶負電
B.油滴帶正電
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A.增大墨汁微粒的比荷
B.減小偏轉(zhuǎn)極板的長度
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