Question

19．在O處有一點電荷，該點電荷電場中有三個等間距的等勢面a、b、c（以虛線表示），已知兩相鄰等勢面的間距相等．如圖所示中實線所示是一質子以某一速度射入電場后的運動軌跡，其中1、2、3、4表示運動軌跡與等勢面的一些交點．由此可判定（　　）

• A． U_ab=U_bc=$\frac{Uac}{2}$
• B． O處的點電荷一定帶負電
• C． a、b、c三個等勢面的電勢關系是φ_a＞φ_b＞φ_c
• D． 質子在1、2、3、4四個位置處所具有的電勢能與動能的總和一定相等

Answer 1

分析 該點電荷電場中有三個等間距的等勢面a、b、c（以虛線表示），已知兩相鄰等勢面的間距相等．如圖所示中實線所示是一質子以某一速度射入電場后的運動軌跡，其中1、2、3、4表示運動軌跡與等勢面的一些交點．由此可判定．

解答 解：A、實線所示是一質子以某一速度射入電場后的運動軌跡，依據同種電荷相斥，則點電荷帶正電，由于正點電荷的電場不是勻強電場，電場線越密的地方，等差等勢面也越密．故U_ab＞U_bc；且U_bc＜$\frac{Uac}{2}$，故A錯誤；
B、由于曲線運動的合力應該指向內側，故從質子的運動軌跡可以看出，質子受到排斥力，故場源點電荷是正電荷，故B錯誤；
C、由于場源電荷是正電荷，又由于沿著電場線電勢降低，結合點電荷的電場線分布規律，可以知道：φ_a＞φ_b＞φ_c，故C正確；
D、質子在運動的整個過程中，只受電場力，故只有電場力做功，電場力做功等于電勢能的減小量，總功又等于動能的增加量，故電勢能和動能之和守恒，故D正確；
故選：CD．

點評 本題關鍵是要根據運動軌跡確定受力情況，然后結合點電荷的電場線和等勢面情況來確定電勢情況和能量的轉化情況．