Question

14．如图所示，负点电荷Q固定在正方形的一个顶点上，带电粒子P仅在该电荷的电场力作用下运动，恰好能经过正方形的另外三个顶点a、b、c，则（　　）

• A． a、c两点的电势相同且高于b点的电势
• B． 粒子P由a到b电势能减小，由b到c电势能增加
• C． 粒子从a到b速率减小，由b到c速率增加
• D． 粒子P在a、c两点的加速度相同

Answer 1

分析 应用库仑定律分析电场力的关系．电荷受到的合力指向轨迹的内侧，根据轨迹弯曲方向判断出粒子与固定在O点的电荷是异种电荷，它们之间存在引力，根据点电荷的电场线的特点，Q与ac距离相等，都小于b，故B点的电势高于ac两点的电势．

解答 解：A、根据点电荷的电场线的特点，Q与ac距离相等，a、c两点的电势相等，都小于b点的电势，即有：φ_a=φ_c＜φ_b，故A错误；
B、根据轨迹弯曲方向判断出粒子P与Q之间存在引力，它与固定在O点的电荷是异种电荷，故P粒子应带正电荷．由于a、c两点的电势相等，都小于b点的电势，所以正电荷在a、c点的电势能小于b点的电势能，粒子P由a到b电势能增大，由b到c电势能减小．故B错误；
C、粒子P由a到b电势能增大，动能减小，速率减小；由b到c电势能减小，动能、速率都增大．故C正确；
D、由几何关系可知Q到a、c两点的距离相等，根据库仑定律可知粒子P在a、c两点所受电场力大小相等，但两处电场力的方向不同，根据牛顿第二定律可知，加速度的方向不同，故D错误；
故选：C

点评 本题属于电场中轨迹问题，考查分析推理能力．根据轨迹的弯曲方向，判断出电荷受到的电场力指向轨迹内侧．进而判断出电荷是正电荷．