Question

7．如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10V、20V、30V，实线是一带电粒子（不计重力）在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是（　　）

• A． 粒子在三点所受的电场力b点最大
• B． 粒子必先过a，再到b，然后到c
• C． 粒子在三点所具有的动能大小关系为E_kb＞E_ka＞E_kc
• D． 粒子在三点的电势能大小关系为E_pc＜E_pa＜E_pb

Answer 1

分析 首先要根据三条表示等势面的虚线等距离判断出电场是匀强电场，所以带电粒子在电场中各点的电场力是相同的；因带电粒子的运动轨迹是抛物线，所以两种运动方式都有可能；根据abc三点的位置关系以及带电粒子的电势能与动能之间的互化，可判断出经过a、b、c三点时的动能和电势能的大小关系．

解答 解：A、图中表示电场中三个等势面平行且等间距，相邻等势面间的电势差相等，由此可判断电场是匀强电场，所以带电粒子在电场中各点受到的电场力相等．故A错误．
B、根据电场线与等势面垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面，可知，电场的方向向上，带电粒子受到向下的电场力作用，粒子无论是依次沿a、b、c运动，还是依次沿c、b、a运动，都会得到如图的轨迹．所以不能确定带电粒子的运动方向．故B错误．
CD、由上分析知，粒子带负电，带电粒子在电场中运动时，存在电势能与动能之间的相互转化．b点的电势最低，由E_p=qφ知，带电粒子在b点时的电势能最大，在c点的电势能最小，由能量守恒定律知，粒子在c点的动能最大，在b点的动能最小．即有：E_kb＜E_ka＜E_kc．E_pc＜E_pa＜E_pb．故C错误，D正确．
故选：D

点评 根据带电粒子轨迹弯曲方向可判断出电场力方向，其根据是物体做曲线运动时合力指向轨迹的内侧．对于电势能和动能的大小，也可以根据电场力做功正负来判断．