Question

如圖所示，在點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)中，a，b兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，c，d兩點(diǎn)在另外同一等勢(shì)面上，甲、乙兩帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡分別為acd曲線和adb曲線．若兩粒子通過a點(diǎn)時(shí)具有相同的動(dòng)能，則（　　）

A．甲、乙兩粒子帶異種電荷

B．甲粒子經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)與乙粒子經(jīng)過d點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相同

C．兩粒子經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相同

D．若取無窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)，則甲粒子在c點(diǎn)的電勢(shì)能小于乙粒子在d點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能

Answer 1

分析：根據(jù)軌跡判定電荷甲受到中心電荷的引力，而電荷乙受到中心電荷的斥力，可知兩粒子在從a向b運(yùn)動(dòng)過程中電場(chǎng)力做功情況．根據(jù)虛線為等勢(shì)面，可判定acb、adb曲線過程中電場(chǎng)力所做的總功為0．

解答：解：A、由圖可知電荷甲受到中心電荷Q的引力，而電荷乙受到中心電荷Q的斥力，故兩粒子的電性一定不同．故A正確．
B、甲粒子從a到c和乙粒子從a到d，U_ac=U_ad，但甲、乙兩粒子帶異種電荷，所以甲粒子從a到c電場(chǎng)力做負(fù)功，乙粒子從a到d電場(chǎng)力做功負(fù)功，經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)初動(dòng)能相等，根據(jù)動(dòng)能定理得知：甲粒子經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能小于乙粒子經(jīng)過d點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能，故B錯(cuò)誤．
C、a、b位于同一等勢(shì)面上，電勢(shì)相等，從a到b電場(chǎng)力做功均為零，兩個(gè)粒子經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)具有相同的動(dòng)能，則兩粒子經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)也具有相同的動(dòng)能．故C正確．
D、設(shè)無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，在點(diǎn)電荷+Q的電場(chǎng)中，φ_c=φ_d＞0，由于甲帶負(fù)電，乙?guī)д�電，根�?jù)電勢(shì)能E_P=qφ，所以甲粒子經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于0，乙粒子經(jīng)過d點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大于0，所以甲粒子經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于乙粒子經(jīng)過d點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能．
同理，設(shè)無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，在點(diǎn)電荷-Q的電場(chǎng)中，φ_c=φ_d＜0，由于甲帶正電，乙?guī)ж?fù)電，根據(jù)電勢(shì)能E_P=qφ，所以甲粒子經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于0，乙粒子經(jīng)過d點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大于0，所以甲粒子經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于乙粒子經(jīng)過d點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能．故D正確．
故選：ACD

點(diǎn)評(píng)：根據(jù)軌跡判定“電荷甲受到中心電荷的引力，而電荷乙受到中心電荷的斥力”是解決本題的突破口．同時(shí)要注意電勢(shì)能，電荷，電勢(shì)都有正負(fù)．