题目内容

3.如图所示,虚线a、b、c、d表示O处点电荷的电场中的三个等势面,设两相邻等势面间距相等,一带电粒子(不计重力)射入电场后的运动轨迹为图中实线所示,其中1、2、3、4表示运动轨迹与等势线的交点,由此可以判定(  )
A.O处的点电荷一定带负电
B.带电粒子在位置2电势能一定大于位置4的电势能
C.带电粒子从位置1到2和从位置3到4的过程中电场力做的功大小关系是W12=2W34
D.a、b、c三个等势面的电势大小关系是φa<φb<φc

分析 根据电子的运动轨迹判断受力情况,从而确定场源电荷的电性;根据功能关系判断能量的转化情况;根据沿着电场线电势降低判断电势的变化情况.

解答 解:A、由于曲线运动的合力应该指向内侧,故从电子的运动轨迹可以看出,粒子受到排斥力,但不能判断场源电荷的正负,故A错误;
B、4到2电场力做负功,电势能增大,带电粒子在位置2电势能一定大于位置4的电势能,故B正确;
C、由于点电荷的电场不是匀强电场,电场线越密的地方,等差等势面也越密.故从位置1到位置2电场力做的功大于从位置3到位置4电场力做功的两倍,故C错误;
D、由于不能判断场源电荷的正负,无法判断电势的高低,故D错误;
故选:B

点评 本题关键是要根据运动轨迹确定受力情况,然后结合点电荷的电场线和等势面情况来确定电势情况和能量的转化情况.

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