Question

14．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．实线为一带负电的粒子，仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知，下列说法中正确的是（　　）

• A． 三个等势面中，c点的电势最高
• B． 粒子在P点的加速度方向沿着等势面a的切线方向
• C． 对于P、Q两点，带电粒子通过P点时电势能较大
• D． 由于不知道带电粒子运动的方向，无法比较P、Q两点的动能大小

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，电场强度大．

解答 解：A、电荷所受电场力指向轨迹内侧，故电场力应指向右下；由于电荷带负电，因此电场线指向左上方，沿电场线电势降低，故a等势线的电势最低，c等势线的电势最高，故A正确；
B、因电场线与等势面相互垂直，大致作出电场线如图所示，粒子受力方向与电场线方向相反，因此粒子在P点的加速度方向沿着等势面a的垂线方向，故B错误；
C、根据质点受力情况和电场线的方向可知，从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，故P点的电势能大于Q点的电势能，故C正确；
C、从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故P点的动能小于Q点的动能，故D错误．
故选：AC．

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，然后根据功的性质以及电场线的性质进一步判断电势、电场强度、电势能、动能等物理量的变化．