Question

5．如图所示，图中以点电荷Q为圆心的虚线同心圆是该点电荷电场中球形等势面的横截面图．一个带正电的粒子经过该电场，它的运动轨迹如图中实线所示，M和N是轨迹上的两点．不计带电粒子受到的重力，由此可以判断（　　）

• A． 此粒子在M点的加速度大于在N点的加速度
• B． 此粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
• C． 此粒子在M点的动能大于在N点的动能
• D． 电场中M点的电势高于N点的电势

Answer 1

分析 从粒子运动轨迹看出，轨迹向左弯曲，可知带电粒子受到了向左的排斥力作用，从M到N过程中，电场力对粒子做负功，可判断电势能的大小、动能的大小．根据Q的电性，结合电场线的方向判断电势的高低．

解答 解：A、由库仑定律知，粒子在M点的库仑力小于在N点的，故由牛顿第二定律F=ma知粒子在M点的加速度小于在N点的加速度，故A错误．
B、从粒子运动轨迹看出，轨迹向左弯曲，可知带电粒子受到了向左的排斥力作用，从M到N库仑力做负功，电势能增加，则粒子在M点的电势能小于在N点的电势能，故B错误．
C、粒子从M到N库仑力对它做负功，电势能增加，由能量守恒定律可知其动能减小，即粒子在M点的动能大于在N点的动能，故C正确．
D、带电粒子受到了向左的力（排斥力）作用，该粒子带正电荷，故中心的点电荷必为正电荷，由点电荷电场分布规律知，电场中M点的电势低于N点的电势，故D错误．
故选：C．

点评 本题是轨迹问题，首先要根据弯曲的方向判断出带电粒子所受电场力方向，确定是排斥力还是吸引力．由动能定理分析动能和电势能的变化是常用的思路．