Question

4．如图1、2、3、4虚线是正点电荷形成电场中的等势线，相邻等势线的电势差大小均为10V，且令φ₂=0．某一带电量q=0.1C的带电粒子，沿图中实线运动轨迹，先后通过A、B、C三点，经过A点时，带电粒子的动能E_kA=10J，则关于动能、电势能、电势，以及电场力做功，下列说法正确的是（　　）

• A． E_kB=2J，W_AB=-8J，φ_A=-20V
• B． E_kC=9J，W_BC=1J，φ_C=-10V
• C． E_kC=1J，W_AC=1J，φ_C=-10V
• D． 从A到B电场力做正功，从B到C电场力做负功

Answer 1

分析 此题要首先判断出带电粒子在运动过程中，受到的电场力的情况，电场力的方向是沿半径方向向外的，从运动方向和受力情况上可判断出电场力做功情况和电势能的变化情况，从而可确定动能的变化．

解答 解：
从带电粒子的运动轨迹来看，说明带电粒子受到沿半径向外的电场力作用，在由A到B的过程中，电场力做负功，动能会减少，电势能会增加，从B到C的过程中，电场力做正功，电势能减少，动能增加；
带电粒子的动能E_kA=10J，相邻等势线的电势差从A到B运动，电场力做负功，即为W_AB=qU_AB=-0.1×20J=-2J，电势能增加2J，动能减小2J，则E_kB=8 J；
大小均为10V，一带电量q=0.1C的带电粒子，从B到C运动，电场力做正功，即为W_BC=qU_BC=0.1×10J=1J，电势能减小1J，动能增加1J，则E_kC=E_KB+W_BC=8+1=9 J；
由A到C的过程，电场力做负功，W_AC=W_AB+W_BC=-1J；
令φ₂=0．又因正点电荷，由于沿着电场线的方向，电势降低，所以φ_C=-10V，φ_A=-20V；故B正确，ACD错误；
故选：B

点评 本题应明确对于点电荷周围的电场线分布要有明确的认识，点电荷周围的电场线是放射状的，正点电荷周围的电场线是沿半径方向向外的，负点电荷周围电场线是沿半径方向向里的；点电荷周围的等势面是一个个的同心球面．电场力做功与重力做功有共同的特点，只与路径无关，电场力做功与初末位置的电势差有关．