Question

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

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

Answer 1

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

解答 解：粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，動(dòng)能增加，電場(chǎng)力做正功，電場(chǎng)力方向必定向下，又根據(jù)電場(chǎng)力將指向運(yùn)動(dòng)軌跡的內(nèi)側(cè)，所以粒子沿軌道2運(yùn)動(dòng)．
   根據(jù)動(dòng)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(píng) 本題通過帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)考查了電勢(shì)、電勢(shì)能、電場(chǎng)力等問題，解決這類問題的突破口是：做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力指向其軌跡內(nèi)側(cè)．