Question

4．如图所示，平行直线表示电场线，但未标方向，电荷量为+1×10^-2C的粒子在电场中只受电场力作用，由M点移到N点，动能变化了0.1J，若M点电势为-10V，轨迹1在M点的切线沿水平方向，轨迹2在M点的切线沿竖直方向，则（　　）

• A． 电场线方向从左向右
• B． 粒子的运动轨迹是轨迹2
• C． N点的电势为10V
• D． 此过程中粒子的电势能增加了0.1J

Answer 1

分析 物体作曲线运动的条件：合外力的方向与物体运动的方向不在同一条直线上，且合外力指向轨迹的内侧；正电荷所受电场力的方向与场强的方向相同；要求B点电势，需要知道AB之间的电势差U_MN=φ_M-φ_N，而U_MN=$\frac{{W}_{MN}^{\;}}{q}$．

解答 解：A、由于该电荷从A点运动到B点，动能增加了0.1J，故电场力做正功，所以该正电荷所受的电场力水平向右，由于电场力向右，而正电荷所受电场力的方向与电场线的方向相同，故电场线方向向右．故A正确．
B、根据电场力指向轨迹的内侧，知电场力水平向右，故电荷运动的轨迹可能是图中曲线2，故B正确；
C、根据W_MN=qU_MN=0.1J，U_MN=$\frac{{W}_{MN}^{\;}}{q}$=$\frac{0.1}{1{0}_{\;}^{-2}}$V=10V，而U_MN=φ_M-φ_N=-10-φ_N=10V，故φ_N=-20V，故C错误；
D、该电荷由M点移到N点，动能增加0.1J，则电势能减少0.1J，故D错误，
故选：AB．

点评 本题考查物体作曲线运动的条件：合外力的方向与物体运动的方向不在同一条直线上，且合外力指向轨迹的内侧；正电荷所受电场力的方向与电场线的方向相同；电场力做功的公式W_MN=qU_MN，动能定理，电势差的公式U_MN=φ_M-φ_N．本题难度不大，但综合性很强；在用公式W_MN=qU_MN解题时要注意q和U_MN的正负号．