Question

12．如图所示，虚线表示某孤立点电荷Q激发的电场中三个等间距的等势面，一带电粒子（可看成点电荷）仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示，a、b、c、d为轨迹与等势面的交点．下列说法正确的是（　　）

• A． 粒子在a点的电势能一定小于在d点的电势能
• B． 电势的高低一定是φ_a＞φ_b＞φ_c
• C． 粒子运动过程中经过c点时的加速度一定最大
• D． 粒子在a、b间的动能改变量一定小于在b、c间的动能改变量

Answer 1

分析 由于带电粒子只受电场力作用，根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即向下，由于不知道粒子带正电还是带负电，因此无法确定电场的方向，无法判断电势的高低．电场线和等势线垂直，且等势线密的地方电场线密，电场强度大．

解答 解：A、由图可知，轨迹向下弯曲，带电粒子所受的电场力方向向下，则带电粒子受到了排斥力作用；从a到d过程中，电场力做负功，可知电势能增大．故A正确．
B、由于不知道粒子带正电还是带负电，因此无法确定电场的方向，无法判断电势的高低．故B错误；
C、根据点电荷的电场特点可知，在轨迹上，距离点电荷最近的地方的电场强度最大，所以粒子运动过程中经过距离点电荷最近处的加速度一定最大，而不是c处．故C错误；
D、根据点电荷的电场特点可知，距离点电荷近的地方电场强度大，所以bc之间的电场强度大于ab之间的电场强度，由于ab之间的距离大于bc之间的距离，所以ab之间的电势差小于bc之间的电势差，结合电场力做功的特点可知，粒子在a、b间的电场力做的功一定小于在b、c间的电场力做的功，所以粒子在a、b间的动能改变量一定小于在b、c间的动能改变量．故D正确．
故选：AD

点评 掌握住带电粒子的运动轨迹与力方向的关系是解题的前提，灵活应用场强方向与等势面垂直，以及电场力做功时动能和电势能间的关系是解题的关键．