Question

18．如图所示，O是一固定的点电荷，另一点电荷P从很远处以初速度v₀射入点电荷O的电场，在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN．a、b、c是以O为中心，R_a，R_b，R_c为半径画出的三个圆，R_c-R_b=R_b-R_a．1、2、3、4为轨迹MN与三个圆的一些交点．以|W₁₂|表示点电荷P由1到2的过程中电场力做的功的大小，|W₃₄|表示由3到4的过程中电场力做的功的大小，则（　　）

• A． |W₁₂|＞2|W₃₄|
• B． φ_a＞φ_b
• C． P、O两电荷一定同号
• D． P的初速度方向的延长线与O之间的距离可能为零

Answer 1

分析 根据2、3间和3、4间电场强度的大小关系，由公式U=Ed分析它们间电势差的关系，再分析电场力做功的大小．由轨迹可判定P、Q必定是异号．若P的初速度方向的延长线与O之间的距为零，点电荷将做直线运动．

解答 解：A、根据电场线的分布情况可知，2、3间的场强大于3、4间场强，由公式U=Ed分析得知，2、3间的电势差大于3、4间的电势差，所以1、2间的电势差大于3、4间电势差的2倍，即有|U₁₂|＞2|U₃₄|，由电场力做功公式W=qU得，|W₁₂|＞2|W₃₄|．故A正确．
B、由于不知道带电粒子的电性，也不知道点电荷的电性，所以不能判断出a、b两点的电势高低．故B错误；
C、由轨迹的弯曲方向可判定两电荷间存在引力，是异号．故C错误．
D、若P的初速度方向的延长线与O之间的距为零，点电荷将做直线运动，与题不符．故D错误．
故选：A

点评 本题是电场中轨迹问题，由U=Ed定性分析非匀强电场中两点间电势差的关系，由轨迹弯曲方向判断电场力方向都是常见的问题，要加强训练，熟练掌握．