题目内容
在光滑的绝缘水平面上,有一个正方形abcd,O点是a、c连线的中点,a、c处分别固定一个等量正点电荷,如图所示,若将一个带负电的试探电荷P置于b点,自由释放后,电荷P将沿着对角线bd往复运动,当电荷P从b点运动到d点的过程中,电荷P( )
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A. 经过O点的电势能最大
B. 所受电场力先增大后减小
C. 电势能和机械能之和保持不变
D. 电势能先减小后增大
考点: 电势能.
专题: 电场力与电势的性质专题.
分析: bd连线即为ac连线的中垂线,因此解决本题的关键是明确等量正电荷连线的中垂线上电场特点,从而进一步判断所受电场力、电势、电势能等变化情况.
解答: 解:A、据题a、c处分别固定一个等量正点电荷,由等量正电荷连线的中垂线上电场分布可知:Od间电场强度方向由O→d,Ob间电场强度方向由O→b,而负电荷所受的电场力方向与电场强度方向相反,所以负电荷自由释放后,所受的电场力先b→O,后由d→O,电场力先做正功后做负功,电势能先减小后增大,到达O点电势能最小,故A错误.
B、O点的场强为零,电荷所受的电场力为零,但bO间和Od间电场线的分布情况不确定,所以场强的变化不确定,电场力的变化也不确定,故B错误.
C、由于只有电场力做功,所以只有电势能与机械能的相互转化,故电势能与机械能之和保持不变,故C正确;
D、由b到O的过程中,电场力做正功,电势能减小,由O到d电场力做负功,电势能增加,故D正确.
故选:CD.
点评: 本题考察了等量同种电荷的电场分布情况,在学习中要明确正电荷、负电荷、等量同种电荷、等量异种电荷等电场的分布情况.
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