Question

18．如圖所示，三條平行且等間距的虛線表示電場中的三個等勢面，實線是一帶粒子（不計重力）在該區域內運動的軌跡，若帶電粒子在軌跡上的a、b、c三點電勢能的大小ε_b＞ε_a＞ε_c，則下列說法中正確的是 （　　）

• A． 帶電粒子一定是先過a，再到b，然后到c
• B． a、b、c三點電勢的大小φ_b＞φ_a＞φ_c
• C． 帶電粒子在三點所受電場力的大小F_b＞F_a＞F_c
• D． 帶電粒子在三點動能的大小E_kb＜E_ka＜E_kc

Answer 1

分析 根據三條表示等勢面的虛線等間距判斷出該電場是勻強電場，所以帶電粒子在電場中各點的電場力是相同的；因帶電粒子的運動軌跡是拋物線，所以兩種運動方式都有可能；根據abc三點的位置關系以及帶電粒子的電勢能與動能之間的互化，可判斷出經過a、b、c三點時的動能和電勢能的大小關系．

解答 解：A、根據軌跡彎曲方向可知，帶電粒子受到的電場力向下．無論是依次沿a、b、c運動，還是依次沿c、b、a運動，都會得到如圖的軌跡，故A錯誤；
B、根據軌跡彎曲方向可知，帶電粒子受到的電場力向下，但由于不知道粒子所帶電荷的電性，所以不能判斷出電場線的方向，也不能判斷出a、b、c三點電勢的大小關系．故B錯誤；
C、因表示電場中三個等勢面的三條虛線是平行且等間距的，由此可判斷電場是勻強電場，所以帶電粒子在電場中各點受到的電場力相等，故C錯誤；
D、根據E_p=qφ知，帶電粒子在三點電勢能關系為 E_pc＞E_pa＞E_pb．帶負電的粒子在電場中運動時，電勢能與動能之間相互轉化，根據能量守恒定律應有：E_kc＞E_ka＞E_kb．
故D正確．
故選：D

點評 解決本題要掌握勻強電場電場線、等勢面分布的特點，知道物體做曲線運動時合力指向軌跡彎曲內側，并能靈活運用這些知識分析帶電粒子在電場中運動的問題．