Question

如圖7所示，在真空中的A、B兩點(diǎn)分別放等量異種點(diǎn)電荷+q，－q，在電場(chǎng)中通過A、B兩點(diǎn)的豎直平面內(nèi)于對(duì)稱位置取一個(gè)矩形路徑abcd，現(xiàn)將一個(gè)電子沿abcd移動(dòng)一周，則正確的是（     ）
A.由a→b，電勢(shì)降低，電子電勢(shì)能減小
B.由b→c，電場(chǎng)力對(duì)電子先做正功，后做負(fù)功，總功為零
C.由c→d，電子的電勢(shì)能增大
D.由d→a，電子的電勢(shì)能先減小后增大，電勢(shì)能總變化量為零

Answer 1

D

【試題分析】
【解析】畫出等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線，根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)及其電場(chǎng)線的分布情況來判斷每段過程中電場(chǎng)力、電勢(shì)能的改變情況如圖8所示.
由于abcd矩形是電場(chǎng)中AB間對(duì)稱的四點(diǎn)，故有ad兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面，bc兩點(diǎn)在另一等勢(shì)面上，且φ_a 比φ_b高；而O₁點(diǎn)的電勢(shì)比φ_a更高，O₂點(diǎn)的電勢(shì)比φ_b更低，電子順電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，A項(xiàng)錯(cuò).
b→c，即b→O₂→c，由于O₂的電勢(shì)更低，因此，電場(chǎng)力先做負(fù)功，后做正功，總功為零，B項(xiàng)錯(cuò).
c→d，電子逆電場(chǎng)線方向移動(dòng)（或由電勢(shì)低的等勢(shì)面向電勢(shì)高的等勢(shì)面移動(dòng)），電子做正功，電勢(shì)能減少，C項(xiàng)錯(cuò).
d→a，電子先從電勢(shì)低的等勢(shì)面移向電勢(shì)高的等勢(shì)面，后從電勢(shì)高的等勢(shì)面移向電勢(shì)低的等勢(shì)面，所以電子的電勢(shì)能先減少，后增大，電勢(shì)能的總變化量為零，D項(xiàng)正確.