Question

如圖所示，三條平行等距的虛線表示電場中的三個等勢面，電勢值分別為10V、20V、30V，實線是一帶負電的粒子（不計重力）在該區域內的運動軌跡，對于軌跡上的a、b、c三點來說（ ）
A．粒子必先過a，再到b，然后到c
B．粒子在三點的合力F_a=F_b=F_c
C．粒子在三點的動能大小為E_Kb＞E_Ka＞E_Kc
D．粒子在三點的電勢能大小為E_Pc＜E_Pa＜E_Pb

Answer 1

【答案】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、由題中的圖可知，電場的方向是向上的，帶負電的粒子將受到向下的電場力作用，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，都會的到如圖的軌跡．選項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．選項B正確；
C、帶負電的粒子在電場中運動時，存在電勢能與動能之間的互化，由題意和圖可知，在b點時的電勢能最大，在c點的電勢能最小，可判斷在C點的動能最大，在b點的動能最小．選項C錯誤．
D、由對C的分析可知，在b點時的電勢能最大，在c點的電勢能最小，故D選項正確；
故選BD．
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．