Question

4．如圖所示，平行直線表示電場線，但未標(biāo)方向，電荷量為+1×10^-2C的粒子在電場中只受電場力作用，由M點(diǎn)移到N點(diǎn)，動能變化了0.1J，若M點(diǎn)電勢為-10V，軌跡1在M點(diǎn)的切線沿水平方向，軌跡2在M點(diǎn)的切線沿豎直方向，則（　　）

• A． 電場線方向從左向右
• B． 粒子的運(yùn)動軌跡是軌跡2
• C． N點(diǎn)的電勢為10V
• D． 此過程中粒子的電勢能增加了0.1J

Answer 1

分析 物體作曲線運(yùn)動的條件：合外力的方向與物體運(yùn)動的方向不在同一條直線上，且合外力指向軌跡的內(nèi)側(cè)；正電荷所受電場力的方向與場強(qiáng)的方向相同；要求B點(diǎn)電勢，需要知道AB之間的電勢差U_MN=φ_M-φ_N，而U_MN=$\frac{{W}_{MN}^{\;}}{q}$．

解答 解：A、由于該電荷從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，動能增加了0.1J，故電場力做正功，所以該正電荷所受的電場力水平向右，由于電場力向右，而正電荷所受電場力的方向與電場線的方向相同，故電場線方向向右．故A正確．
B、根據(jù)電場力指向軌跡的內(nèi)側(cè)，知電場力水平向右，故電荷運(yùn)動的軌跡可能是圖中曲線2，故B正確；
C、根據(jù)W_MN=qU_MN=0.1J，U_MN=$\frac{{W}_{MN}^{\;}}{q}$=$\frac{0.1}{1{0}_{\;}^{-2}}$V=10V，而U_MN=φ_M-φ_N=-10-φ_N=10V，故φ_N=-20V，故C錯(cuò)誤；
D、該電荷由M點(diǎn)移到N點(diǎn)，動能增加0.1J，則電勢能減少0.1J，故D錯(cuò)誤，
故選：AB．

點(diǎn)評 本題考查物體作曲線運(yùn)動的條件：合外力的方向與物體運(yùn)動的方向不在同一條直線上，且合外力指向軌跡的內(nèi)側(cè)；正電荷所受電場力的方向與電場線的方向相同；電場力做功的公式W_MN=qU_MN，動能定理，電勢差的公式U_MN=φ_M-φ_N．本題難度不大，但綜合性很強(qiáng)；在用公式W_MN=qU_MN解題時(shí)要注意q和U_MN的正負(fù)號．