Question

7．如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即U_ab=U_bc，實線為一帶正電的質點僅在電場力作用下通過該區域時的運動軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點，R同時也在等勢面b上，據此可知（　　）

• A． 三個等勢面中，a的電勢最低
• B． 帶電質點在P點的電勢能比在Q點的大
• C． 帶電質點在P點的動能與電勢能之和比在Q點的小
• D． 帶電質點在R點的加速度方向垂直于等勢面b

Answer 1

分析 由于質點只受電場力作用，根據運動軌跡可知電場力指向運動軌跡的內側即斜向右下方，由于質點帶正電，因此電場線方向也指向右下方；電勢能變化可以通過電場力做功情況判斷；電場線和等勢線垂直，且等勢線密的地方電場線密，電場強度大．

解答 解：A、電荷所受電場力指向軌跡內側，由于電荷帶正電，因此電場線指向右下方，沿電場線電勢降低，故c等勢線的電勢最低，a等勢線的電勢最高，故A錯誤；
B、根據質點受力情況可知，從P到Q過程中電場力做正功，電勢能降低，故P點的電勢能大于Q點的電勢能，故B正確；
C、從P到Q過程中只有電場力做正功，電勢能和動能之間相互轉化，故帶電質點在P點的動能與電勢能之和比在Q點的相等，故C錯誤；
D、由A的分析可知，該電場的場強的方向大體向下，所以帶電質點在R點受到的電場力方向垂直于等勢面向下，結合牛頓第二定律可知，加速度方向垂直于等勢面b向下，故D正確．
故選：BD

點評 解決這類帶電粒子在電場中運動的思路是：根據運動軌跡判斷出所受電場力方向，然后進一步判斷電勢、電場強度、電勢能、動能等物理量的變化．