Question

如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即U_ab=U_bc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q（注意两点的图中位置）是这条轨迹上的两点，据此可知（　　）

A．带电质点通过Q点时的加速度a的方向如图中箭头所示

B．三个等势面中，C的电势最高

C．带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大

D．带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大

Answer 1

分析：由于质点只受电场力作用，根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向右下方，由于质点带正电，因此电场线方向也指向右下方；电势能变化可以通过电场力做功情况判断；电场线和等势线垂直，且等势线密的地方电场线密，电场的场强大．

解答：解：A、电荷仅受电场力，故加速度的方向为电场力的方向．正电荷在Q点受电场力的方向与该处电场线方向相切，而电场线与等势线是互相垂直的，所以在Q点的加速度的方向为垂直于等势面向下，故A错误．
B、电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线电势降低，故a等势线的电势最高，故B错误．
C、根据质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故C错误，D正确．
故选D．

点评：解决这类带电粒子在电场中运动的思路是：根据运动轨迹判断出所受电场力方向，然后进一步判断电势、电场、电势能、动能等物理量的变化．