Question

18．如图所示，三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面，实线是一带粒子（不计重力）在该区域内运动的轨迹，若带电粒子在轨迹上的a、b、c三点电势能的大小ε_b＞ε_a＞ε_c，则下列说法中正确的是 （　　）

• A． 带电粒子一定是先过a，再到b，然后到c
• B． a、b、c三点电势的大小φ_b＞φ_a＞φ_c
• C． 带电粒子在三点所受电场力的大小F_b＞F_a＞F_c
• D． 带电粒子在三点动能的大小E_kb＜E_ka＜E_kc

Answer 1

分析 根据三条表示等势面的虚线等间距判断出该电场是匀强电场，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、根据轨迹弯曲方向可知，带电粒子受到的电场力向下．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，故A错误；
B、根据轨迹弯曲方向可知，带电粒子受到的电场力向下，但由于不知道粒子所带电荷的电性，所以不能判断出电场线的方向，也不能判断出a、b、c三点电势的大小关系．故B错误；
C、因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，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C错误；
D、根据E_p=qφ知，带电粒子在三点电势能关系为 E_pc＞E_pa＞E_pb．带负电的粒子在电场中运动时，电势能与动能之间相互转化，根据能量守恒定律应有：E_kc＞E_ka＞E_kb．
故D正确．
故选：D

点评 解决本题要掌握匀强电场电场线、等势面分布的特点，知道物体做曲线运动时合力指向轨迹弯曲内侧，并能灵活运用这些知识分析带电粒子在电场中运动的问题．