题目内容

3.图中的虚线为某电场的等势面,今有两个带电粒子1、2(重力不计),以大小相同的速度,沿不同的方向从A点飞入电场,然后沿不同的径迹1和2运动,由轨迹可以判断(  )
A.两粒子的电性一定不同
B.经过B、C两点,两粒子的速率可能不相等
C.粒子1所受的电场力是先减小后增大
D.粒子2的电势能先减少后增大

分析 根据轨迹判定电荷1受到中心电荷的斥力,而电荷2受到中心电荷的引力,可知两粒子在从A向B、C运动过程中电场力做功情况.根据ABC三点在同一等势面上,可判定从A到B和从A到C过程中电场力所做的总功为0.

解答 解:A、由图可知电荷1如果不受电场力的话将沿直线向中心电荷运动,而本题中电荷1却逐渐远离了中心电荷,故电荷1受到中心电荷的斥力,而电荷2受到中心电荷的引力,故两粒子的电性一定不同.故A正确;
B、由于ABC三点在同一等势面上,故粒子1在从A向B运动过程中电场力所做的总功为零,粒子2在从A向C运动过程中电场力所做的总功为零.由于两粒子以相同的速率从A点飞入电场故两粒子的分别经过B、C两点时的速率一定相等.故B错误;
C、由等势面的特点可知,该电场为点电荷的电场,在粒子1运动的轨迹上,电场强度先增大后减小,所以电荷所受的电场力是先增大后减小.故C错误.
D、由A选项分析可知2粒子在从A向C运动过程中电场力先做正功后做负功,故动能先增大后减小.电势能先减小后增大.故正确.
故选:AD

点评 该题考查带电粒子在电场中的运动轨迹的分析,根据轨迹判定“电荷1受到中心电荷的斥力,而电荷2受到中心电荷的引力”是解决本题的突破口.

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