Question

2．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即U_ab=U_bc，实线为一带正电荷q的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（　　）

• A． 三个等势面中，a的电势最高
• B． 带电质点通过P点时的加速度较Q点大
• C． 带电质点通过P点时的动能较Q点大2qU_ab
• D． 带电质点通过P点时的电势能较Q点大2qU_ab

Answer 1

分析 由于质点只受电场力作用，根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向右下方，由于质点带正电，因此电场线方向也指向右下方；电势能变化可以通过电场力做功情况判断；电场线和等势线垂直，且等势线密的地方电场线密，电场场强大．

解答 解：A、电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线电势降低，故c等势线的电势最高，a点的电势最低，故A错误；
B、等势面密的地方场强大，加速度大，故P点加速度比Q点大，B正确；
根据质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，故P点的电势能大于Q点的电势能，故B错误；
C、从P到Q过程中电场力做正功W=qU_ca，电势能降低，动能增大，故P点的动能小于Q点的动能，电势能较Q点大2qU_ab，故C错误D正确；
故选：BD．

点评 解决这类带电粒子在电场中运动的思路是：根据运动轨迹判断出所受电场力方向，然后进一步判断电势、电场、电势能、动能等物理量的变化．