Question

3．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一电子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，以下说法正确的是（　　）

• A． 电子通过P点的加速度比通过Q点的小
• B． 三个等势面中，a等势面的电势最高
• C． 电子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大
• D． 电子通过P点时的动能比通过Q点时的动能大

Answer 1

分析 由等差等势面的疏密确定出场强的大小，由牛顿第二定律分析加速度的大小．根据轨迹弯曲的方向和电场线与等势面垂直，可分析出电子所受的电场力方向，从而判断出电场线的方向，分析出电势的高低．根据推论，负电荷在电势高处电势能小，分析电势能的大小，进一步得到动能的大小．

解答 解：A、由E=$\frac{U}{d}$，知等差等势面的疏密可以表示电场的强弱，P处的等势面密，所以P点的电场强度大，电子在P点受到的电场力大，粒子的加速度大，故A错误．
B、电子做曲线运动，电场力指向曲线的内侧；根据电场线与等势面垂直，电子所受的电场力与电场方向相反，可知，电场线斜向下．故a等势面电势最高，故B正确．
C、利用推论：负电荷在电势高处电势能小，知道电子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能小，故C错误．
D、只有电场力做功，电子的电势能和动能之和守恒，故电子在P点的动能与电势能之和等于在Q点的动能与电势能之和，P点电势能小，动能大．故D正确；
故选：BD

点评 根据电场线与等势面垂直，作出电场线，得到一些特殊点（电场线与等势面交点以及已知点）的电场力方向，同时结合能量的观点分析是解决这类问题常用方法．