Question

4．某同学在研究电子在电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹（图中实线所示），图中未标明方向的一组虚线可能是电场线，也可能是等势面，则下列说法正确的判断是（　　）

• A． 如果图中虚线是电场线，电子由a点到b点，动能增大，电势能减小
• B． 如果图中虚线是等势面，电子由a点到b点，场强减弱，电场力做负功
• C． 无论图中虚线是电场线还是等势面，电子在a点的加速度都大于b点的加速度
• D． 无论图中虚线是电场线还是等势面，a点的电势都高于b点的电势

Answer 1

分析 电场线与等势面垂直，电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，在等势面密的地方，电场的强度也是较大，在等势面疏的地方，电场的强度也是较小，沿电场线的方向，电势降低．

解答 解：A、若虚线是电场线，电子由a点到b点，从轨迹弯曲方向可知电场力沿着电场线向左，ab曲线上每一点的瞬时速度与电场力方向均成钝角，故电子做减速运动，动能减小，电势能增大，所以A错误；
B、若虚线为等势面，根据等势面与电场线处处垂直可大致画出电场线，显然可看出曲线上每个位置电子受到的电场力与速度成锐角，电场力做正功，电子加速运动，但电场强度减小，所以B错误；
CD、若虚线是电场线，由电场线的密集程度可看出a点的场强较大，由沿着电场线方向电势越来越低可判断a处的电势较高，所以D错误；若虚线是等势面，从电子曲线轨迹向下弯曲可知电场线方向垂直虚线向上，沿着电场线方向电势越来越低，故a点电势较小，也能判断D错误，而等差等势面密集处电场线也越密集，故a处场强较大，因此无论虚线是电场线还是等势面，均有a点的场强大于b点的场强，那么在a点的加速度都大于b点的加速度，故C正确，故D错误．
故选：C．

点评 无论虚线代表的是电场线还是等势面，粒子受到的电场力的方向都是指向运动轨迹的弯曲的内侧，由此可以判断粒子的受力的方向和运动方向之间的关系，从而可以确定电场力对粒子做的是正功还是负功．