Question

13．如圖所示的勻強(qiáng)電場中，水平等距離的虛線表示其等勢面，帶電荷量q=-0.5×10^-5C粒子只在電場力作用下從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中，動能增加0.5×10^-9J，若A點(diǎn)電勢為-10V．下列關(guān)于粒子的運(yùn)動軌跡和B點(diǎn)電勢的說法中正確的是（　�。�

• A． 粒子沿軌跡1運(yùn)動，B點(diǎn)電勢為零
• B． 粒子沿軌跡2運(yùn)動，B點(diǎn)電勢為20V
• C． 粒子沿軌跡1運(yùn)動，B點(diǎn)電勢為-20V
• D． 粒子沿軌跡2運(yùn)動，B點(diǎn)電勢為-20V

Answer 1

分析 由于電荷只受電場力作用，電場力將指向運(yùn)動軌跡的內(nèi)側(cè)．同時(shí)注意電場線和等勢線垂直，說明電場沿豎直方向，正電荷所受的電場力方向與場強(qiáng)方向相同．根據(jù)電場力做功正負(fù)，判斷電場力方向，確定出電場線方向，即可判斷粒子的運(yùn)動軌道．根據(jù)動能定理求B點(diǎn)電勢．

解答 解：粒子從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，動能增加，電場力做正功，電場力方向必定向下，又根據(jù)電場力將指向運(yùn)動軌跡的內(nèi)側(cè)，所以粒子沿軌道2運(yùn)動．
   根據(jù)動能定理得：QU_AB=△E_k，
  得U_AB=$\frac{△{E}_{K}}{Q}=\frac{0.5×1{0}^{-9}}{-0.5×1{0}^{-10}}$=10V
  又U_AB=φ_A-φ_B，
  得φ_B=φ_A-U_AB=-10V-10V=-20V
故選：D

點(diǎn)評 本題通過帶電粒子在電場中的運(yùn)動考查了電勢、電勢能、電場力等問題，解決這類問題的突破口是：做曲線運(yùn)動的物體所受合外力指向其軌跡內(nèi)側(cè)．