Question

【题目】在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形abcd，顶点a、c分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动粒子从b点运动到d点的过程中　　

A. 先做匀加速运动，后做匀减速运动

B. 先从高电势到低电势，后从低电势到高电势

C. 电势能改变量大于机械能改变量

D. 电势能先减小后增大

Answer 1

【答案】D

【解析】

bd连线即为ac连线的中垂线，因此解决本题的关键是明确等量正电荷连线的中垂线上电场分布特点，从而进一步判断所受电场力、电势、电势能等变化情况．

由等量正电荷连线的中垂线上电场分布可知：ac与bd的交点O处场强为0，电场线的方向由此交点指向两边，由于负电荷受到的电场力跟电场线的方向相反，所以负电荷受到的电场力始终指向ac的连线与中垂线的交点，由于该电场是不均匀的，粒子所受的电场力是变化的，所以加速度是变化的，故A错误；由等量正电荷的电场分布知道，在两电荷连线的中垂线O点的电势最高，所以从b到d，电势是先增大后减小，故B错误；由于只有电场力做功，只有电势能与动能的相互转化，电势能与机械能之和守恒，因此，电势能改变量等于机械能改变量。故C错误；由b到ac连线的中点O的过程中，电场力做正功，电势能减小，由O到d电场力做负功，电势能增加，故D正确。故选D。