Question

如圖為一勻強電場，某帶電粒子從A點運動到B點．在這一運動過程中克服重力做的功為2.0J，電場力做的功為1.5J．則下列說法正確的是：（    ）

A．粒子帶負電

B．粒子在A點的電勢能比在B點少1.5J

C．粒子在A點的動能比在B點多0.5J

D．粒子在A點的機械能比在B點少1.5J

Answer 1

CD

在由A運動B的過程中，有兩個力做功，一是重力做負功，一是電場力做正功．從運動軌跡上判斷，粒子帶正電．從A到B的過程中，電場力做正功為1.5J，所以電勢能是減少的，A點的電勢能要大于B點電勢能．從A到B的過程中，克服重力做功2.0J，電場力做功1.5J，由動能定理可求出動能的變化情況．從A到B的過程中，做功的力有重力和電場力，應用能量的轉化與守恒可比較AB兩點的機械能．
解答：解：
A、由運動軌跡上來看，垂直電場方向射入的帶電粒子向電場的方向偏轉，說明帶電粒子受到的電場力與電場方向相同，所以帶電粒子應帶正電．選項A錯誤．
B、從A到B的過程中，電場力做正功，電勢能在減少，所以在A點是的電勢能要大于在B點時的電勢能．選項B錯誤．
C、從A到B的過程中，克服重力做功2.0J，電場力做功1.5J，由動能定理可知，粒子在A點的動能比在B點多0.5J，選項C正確．
D、從A到B的過程中，除了重力做功以外，還有電場力做功，電場力做正功，電勢能轉化為機械能，帶電粒子的機械能增加，由能的轉化與守恒可知，機械能的增加量等于電場力做功的多少，所以機械能增加了1.5J，選項D正確．
故選CD．
點評：對于本題，大家要明確以下幾點：
1、電場力對電荷做正功時，電荷的電勢能減少，電荷克服電場力做功，電荷的電勢能增加，電勢能變化的數值等于電場力做功的數值．這常是判斷電荷電勢能如何變化的依據．
2、電勢能是電荷與所在的電場所共有的，且具有相對性，通常取無窮遠處或大地為電勢能的零點．
3、電荷在電場中移動時，電場力做的功與移動的路徑無關，只取決于起止位置的電勢差和電荷的電量，這一點與重力做功和高度差的關系相似．