Question

19．在O处有一点电荷，该点电荷电场中有三个等间距的等势面a、b、c（以虚线表示），已知两相邻等势面的间距相等．如图所示中实线所示是一质子以某一速度射入电场后的运动轨迹，其中1、2、3、4表示运动轨迹与等势面的一些交点．由此可判定（　　）

• A． U_ab=U_bc=$\frac{Uac}{2}$
• B． O处的点电荷一定带负电
• C． a、b、c三个等势面的电势关系是φ_a＞φ_b＞φ_c
• D． 质子在1、2、3、4四个位置处所具有的电势能与动能的总和一定相等

Answer 1

分析 该点电荷电场中有三个等间距的等势面a、b、c（以虚线表示），已知两相邻等势面的间距相等．如图所示中实线所示是一质子以某一速度射入电场后的运动轨迹，其中1、2、3、4表示运动轨迹与等势面的一些交点．由此可判定．

解答 解：A、实线所示是一质子以某一速度射入电场后的运动轨迹，依据同种电荷相斥，则点电荷带正电，由于正点电荷的电场不是匀强电场，电场线越密的地方，等差等势面也越密．故U_ab＞U_bc；且U_bc＜$\frac{Uac}{2}$，故A错误；
B、由于曲线运动的合力应该指向内侧，故从质子的运动轨迹可以看出，质子受到排斥力，故场源点电荷是正电荷，故B错误；
C、由于场源电荷是正电荷，又由于沿着电场线电势降低，结合点电荷的电场线分布规律，可以知道：φ_a＞φ_b＞φ_c，故C正确；
D、质子在运动的整个过程中，只受电场力，故只有电场力做功，电场力做功等于电势能的减小量，总功又等于动能的增加量，故电势能和动能之和守恒，故D正确；
故选：CD．

点评 本题关键是要根据运动轨迹确定受力情况，然后结合点电荷的电场线和等势面情况来确定电势情况和能量的转化情况．