Question

16．高速α粒子在金原子核电场作用下的散射现象如图所示，虚线表示α粒子的运动轨迹，实线表示金核各等势面．设α粒子经过a、b、c三点时的速度分别为v_a、v_b、v_c，电势能分别为E_a、E_b、E_c，则（　　）

• A． v_c＜v_b＜va
• B． v_b＜v_a＜v_c
• C． E_a＞E_b＞E_c
• D． E_b＞E_a＞E_c

Answer 1

分析 α粒子在原子核形成的电场中运动时，电荷间的电场力做功正功，来判定速度的大小，再根据公式φ=$\frac{E}{q}$ 判断电势能高低．

解答 解：α粒子受到斥力作用，从a运动b过程中电场力做负功，电势能增加，动能减小，速度减小，有v_b＜v_a；
从b运动到c过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，因此在b处的速度比在c处的速度要小，有v_b＜v_c．
由于bc间电势差大于ba间电势差，则α粒子从a到b电场力做功的大小小于从b到c电场力做功的大小，则从a到c电场力总的做正功，动能增大，速率增大，所以c处速度大于a处的速度，有v_a＜v_c；
综上有：v_b＜v_a＜v_c．E_b＞E_a＞E_c
故选：BD．

点评 对于点电荷周围的电场线分布要有明确的认识，点电荷周围的电场线是放射状的，正点电荷周围的电场线是沿半径方向向外的，负点电荷周围电场线是沿半径方向向里的；点电荷周围的等势面是一个个的同心球面．电场力做功与重力做功有共同的特点，就是与路径无关，电场力做功与初末位置的电势差有关．