题目内容

【题目】如图所示,圆弧线a、b、c代表某固定点电荷电场中的三个等势面,相邻两等势面间的距离相等,直线是电场中的几条没标明方向的电场线,粗曲线是一带正电粒子只在电场力作用下运动轨迹的一部分,M、N是轨迹上的两点.粒子过M、N两点的加速度大小分别是aM、aN,电势能分别是EPM、EPN,a、b、c的电势分别是φa、φb、φc,ab间,bc间的电势差分别是Uab、Ubc,则下列判断中正确的是( )

A.aM>aN,EPM>EPN

B.φa<φb<φc,EPM<EPN

C.aM>aN,Uab=Ubc

D.Uab=Ubc,EPM<EPN

【答案】B

【解析】

试题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左上方,由于质点带正电,因此电场线方向也指向左上方,根据电场线的方向可判断电势的高低;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.电势能和动能的变化可以通过电场力做功情况判断.

解:根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向左上方,由于质点带正电,因此电场线方向也指向左上方,所以正电荷受到点电荷的吸引力,所以圆心处的点电荷一定带负电,电场线的方向指向圆心,所以φa<φb<φc

根据点电荷的电场线的分布特点可得,M点的电场线密,所以正电荷在M点受到的电场力大,产生的加速度大,即:aM>aN

根据点电荷的电场线的分布特点可得,ab之间的电场强度大于bc之间的电场强度,由于相邻两等势面间的距离相等,根据U=Ed可得,Uab>Ubc

设粒子从M向N运动,正电荷受到的电场力的方向指向圆心,所以受力的方向与M到N的方向之间的夹角是钝角,电场力做功负功,电势能减小,所以EPM<EPN.只有选项B正确.

故选:B

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