Question

13．如圖所示，電場中電勢分別為2V、4V、6V的三個等勢面用三條平行且等間距的虛線表示．一個不計重力帶負電的粒子P在電場中運動的軌跡用實線表示，A、B、C是軌跡上的三點，下列說法中正確的是（　　）

• A． 粒子P一定是依次沿A、B、C運動
• B． 粒子P在三點所受電場力的大小相等
• C． 粒子P在B點動能最大
• D． 粒子P在C點的電勢能最大

Answer 1

分析 此題首先要根據三條表示等勢面的虛線等距離判斷出電場是勻強電場，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、由題中的圖電勢分別為2V、4V、6V的三個等勢面可知，結合沿著電場線方向電勢降低，則電場的方向是向左的，帶負電的粒子將受到向右的電場力作用，帶負電的粒子無論是依次沿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、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B正確；
CD、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，由圖中粒子的運動軌跡可知，A點到B點，電場力做負功（電場力方向和運動方向相反），電勢能增大，動能減小，從B運動到C，電場力做正功，電勢能減小，動能增大，因此C點的電勢能最小，動能最大，故C、D錯誤；
故選：B．

點評 本題考察到了電勢能、帶電粒子在電場中的運動、等勢面、電場力做功等幾方面的知識點．解決此題的關鍵是對等勢面的理解，等勢面就是電場中電勢相等的各點構成的面，等勢面有以下幾方面的特點：
①、等勢面一定與電場線垂直，即跟場強的方向垂直．
②、在同一等勢面上移動電荷時電場力不做功．
③、電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面．
④、任意兩個等勢面都不會相交．
⑤、等差等勢面越密的地方電場強度越大，即等差等勢面的分布疏密可以描述電場的強弱．