如圖所示是一帶正電的離子;在只受某一點電荷Q(Q未畫出)的電場力作用下從A運動到B再到C的軌跡,軌跡以水平線MN對稱B點是曲線的最右端.則以下說法中正確的是( 。
分析:正電的離子只受某一點電荷Q的電場力作用下從A運動到B再到C的,整個的過程受到的電場力大體向左,若點電荷電性為負,在負電荷在B點的左側;若電荷Q的電性為正,則正電荷在B點的右側;
正電的離子在負點電荷Q的電場中運動,由題意軌跡以水平線MN對稱B點是曲線的最右端,所以軌跡ABC可能是正電荷繞負電荷做橢圓運動的軌跡的一部分,該種情況下,B可能是橢圓軌道的最遠點,也可能是最近的.分兩種情況討論即可.
正電的離子在正點電荷Q的電場中受到的電場力的方向向左,在向右運動的過程中,電場力對正電的離子做負功,正電的離子的速度減小,電勢能增加;在向左運動的過程中,電場力對正電的離子做正功,正電的離子的速度增加,電勢能減;根據(jù)正電的離子的運動分析可以得出結論.
解答:解:若點電荷為負電荷,則是正電的離子在負點電荷Q的電場中運動,由題意軌跡以水平線MN對稱B點是曲線的最右端,所以軌跡ABC可能是正電荷繞負電荷做橢圓運動的軌跡的一部分,該種情況下,B可能是橢圓軌道的到負電荷的最遠點,也可能是最近點;
①B是橢圓軌道到負電荷的最遠點:在A到B運動的過程中,電場力對正電的離子做負功,正電的離子的速度減小,電勢能增加;在由B向C運動的過程中,電場力對正電的離子做正功,正電的離子的速度增加,電勢能減;所以B點的速率最;B是最遠點,所以粒子的加速度最;
②B是橢圓軌道到負電荷的最近點:在A到B運動的過程中,電場力對正電的離子做正功,正電的離子的速度增大,電勢能減;在由B向C運動的過程中,電場力對正電的離子做負功,正電的離子的速度減小,電勢能增大;所以B點的速率最大;B是最近點,所以粒子的加速度最大;
由以上的分析可得,C選項正確,ABD選項錯誤;
若點電荷是正電荷,則點電荷應處于B點的右側,B是最近點,所以粒子的加速度最大;在A到B運動的過程中,電場力對正電的離子做負功,正電的離子的速度減小,電勢能增加;在由B向C運動的過程中,電場力對正電的離子做正功,正電的離子的速度增加,電勢能減小;所以B點的速率最小.
故選:C
點評:本題就是對電場力做功特點的考查,掌握住電場力做正功,電勢能減小,動能增加,電場力做負功時,電勢能增加,動能減小.也可以根據(jù)正負電荷間的相互吸引力與運動軌跡的偏向來確定正電荷的位置.同時題目沒有交代B點到A點的距離,所以有兩種可能.
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