Question

如圖所示，在點電荷Q的電場中，已知a、b和c、d兩點分別在兩個等勢面上，設無窮遠處電勢為零，甲乙兩個帶電粒子經(jīng)過a點時動能相等，它們運動軌道分別是acb和adb，由此可判定

A．甲、乙兩粒子帶同種電荷

B．甲粒子經(jīng)過c和乙粒子經(jīng)過d點時動能相等

C．甲粒子經(jīng)過b點時的動能大于乙粒子經(jīng)過b點時的動能

D．甲粒子從a到c的過程中電勢能增大，乙粒子從a到d的過程中電勢能減小

Answer 1

D

根據(jù)軌跡判定電荷甲受到中心電荷的引力，而電荷乙受到中心電荷的斥力，可知兩粒子在從a向b運動過程中電場力做功情況．根據(jù)虛線為等勢面，可判定acb、adb曲線過程中電場力所做的總功為0．
解：A、由圖可知電荷甲受到中心電荷的引力，而電荷乙受到中心電荷的斥力，故兩粒子的電性一定不同．故A錯誤．
B、甲粒子從a到c和乙粒子從a到d，U_ac=U_ad，但甲、乙兩粒子帶異種電荷，所以甲粒子從a到c電場力做功與乙粒子從a到d電場力做功不等，所以甲粒子經(jīng)過c點時的動能不等于乙粒子經(jīng)過d點時的動能，故B錯誤．
C、可知兩粒子在從a向b運動過程中電場力做功情況．根據(jù)虛線為等勢面，可判定acb、adb曲線過程中電場力所做的總功為0，兩粒子在a點時具有相同的動能，重力不計，兩粒子經(jīng)過b點時具有相同的動能，故C錯誤．
D、設無窮遠處電勢為零，在點電荷+Q的電場中，φ_c=φ_d＞0，由于甲帶負電，乙?guī)д�電�?br />根據(jù)電勢能E_P=qφ，所以從a到c電場力對甲粒子做負功，電勢能增加，乙粒子從a到d的過程電場力做正功，電勢能減小，故D正確。
故選D．
點評：根據(jù)軌跡判定“電荷甲受到中心電荷的引力，而電荷乙受到中心電荷的斥力”是解決本題的突破口．要注意電勢能，電荷，電勢都有正負．