Question

某同學在研究電子在電場中的運動時，得到了電子由a點運動到b點的軌跡（圖中實線所示），圖中未標明方向的一組虛線可能是電場線，也可能是等勢面，則下列說法正確的判斷是（　　）

A．如果圖中虛線是電場線，電子由a點運動到b點，動能減小，電勢能增大

B．如果圖中虛線是等勢面，電子由a點運動到b點，動能增大，電勢能減小

C．不論圖中虛線是電場線還是等勢面，a點的場強都大于b點的場強

D．不論圖中虛線是電場線還是等勢面，a點的電勢都高于b點的電勢

Answer 1

分析：電場線與等勢面垂直，電場線密的地方電場的強度大，電場線疏的地方電場的強度小，在等勢面密的地方，電場的強度也是較大，在等勢面疏的地方，電場的強度也是較小，沿電場線的方向，電勢降低．

解答：解：A、若虛線是電場線，從軌跡彎曲方向可知電場力沿著電場線向左，ab曲線上每一點的瞬時速度與電場力方向均成鈍角，故電子做減速運動，動能減小，電勢能增大，所以A正確；
B、若虛線為等勢面，根據等勢面與電場線處處垂直可大致畫出電場線，顯然可看出曲線上每個位置電子受到的電場力與速度成銳角，電子加速運動，故動能增大，電勢能減小，所以B正確；
C、不論圖中虛線是電場線還是等勢面，由電場線的密集程度可看出a點的場強較大，故C正確；
D、若虛線是等勢面，從電子曲線軌跡向下彎曲可知電場線方向垂直虛線向上，沿著電場線方向電勢越來越低，故a點電勢較小；若虛線是電場線，從軌跡彎曲方向可知電場力沿著電場線向左，故電場線方向向右，沿著電場線方向電勢越來越低，故a點電勢較大，故D錯誤．
故選ABC．

點評：無論虛線代表的是電場線還是等勢面，粒子受到的電場力的方向都是指向運動軌跡的彎曲的內側，由此可以判斷粒子的受力的方向和運動方向之間的關系，從而可以確定電場力對粒子做的是正功還是負功．