Question

14．如圖所示，三條平行且等問(wèn)距的虛線表示電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，其電勢(shì)分別為10V、20V、30V．實(shí)線是一帶正電的粒子（不計(jì)重力）在該區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌跡，對(duì)于軌跡上的a、b、c三點(diǎn)，下列說(shuō)法中正確的是（　�。�

• A． 帶電粒子一定是先經(jīng)過(guò)a，再經(jīng)過(guò)b，然后經(jīng)過(guò)c
• B． 帶電粒子在三點(diǎn)所受電場(chǎng)力的大小滿足F_b＞F_a＞F_c
• C． 帶電粒子經(jīng)過(guò)三點(diǎn)的速率滿足V_a＜V_c＜V_b
• D． 帶電粒子在三點(diǎn)的電勢(shì)能大小滿足ε_b＜ε_c＜ε_a

Answer 1

分析 此題首先要根據(jù)三條表示等勢(shì)面的虛線等距離判斷出電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，所以帶電粒子在電場(chǎng)中各點(diǎn)的電場(chǎng)力是相同的；因帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線，所以兩種運(yùn)動(dòng)方式都有可能；根據(jù)abc三點(diǎn)的位置關(guān)系以及帶電粒子的電勢(shì)能與動(dòng)能之間的互化，可判斷出經(jīng)過(guò)a、b、c三點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能和電勢(shì)能的大小關(guān)系．

解答 解：A、由題中的圖可知，電場(chǎng)的方向是向上的，帶正電的粒子將受到向上的電場(chǎng)力作用，帶正電的粒子無(wú)論是依次沿a、b、c運(yùn)動(dòng)，還是依次沿c、b、a運(yùn)動(dòng)，都會(huì)的到如圖的軌跡．選項(xiàng)A錯(cuò)誤．
B、因表示電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面的三條虛線是平行且等間距的，由此可判斷電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，所以帶電粒子在電場(chǎng)中各點(diǎn)受到的電場(chǎng)力相等．選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C、帶負(fù)電的粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，存在電勢(shì)能與動(dòng)能之間的互化，由題意和圖可知，在b點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能最大，在a點(diǎn)的電勢(shì)能最小，可判斷在a點(diǎn)的動(dòng)能最大，在b點(diǎn)的動(dòng)能最小由$v=\frac{1}{2}m{v}^{2}$可知，速率滿足V_b＜V_c＜V_a，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．
D、由對(duì)C的分析可知，在b點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能最大，在c點(diǎn)的電勢(shì)能最小，故D正確；
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考察到了電勢(shì)能、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、等勢(shì)面、電場(chǎng)力做功等幾方面的知識(shí)點(diǎn)．解決此題的關(guān)鍵是對(duì)等勢(shì)面的理解，等勢(shì)面就是電場(chǎng)中電勢(shì)相等的各點(diǎn)構(gòu)成的面，等勢(shì)面有以下幾方面的特點(diǎn)：
①、等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線垂直，即跟場(chǎng)強(qiáng)的方向垂直．
②、在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功．
③、電場(chǎng)線總是從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面．
④、任意兩個(gè)等勢(shì)面都不會(huì)相交．
⑤、等差等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大，即等差等勢(shì)面的分布疏密可以描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱．