Question

4．如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，U_ab=U_bc，实线为一带正电的粒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，据此可知下列说法中正确的是（　　）

• A． 三个等势面中，a的电势最低
• B． 带电粒子通过P点时的动能比通过Q点时的动能大
• C． 带电粒子通过P点时的加速度比通过Q点时加速度大
• D． 带电粒子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能小

Answer 1

分析 带电粒子只受电场力作用，根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向右下方，由于粒子带正电，因此电场线方向也指向右下方；电势能变化可以通过电场力做功情况判断；电场线和等势线垂直，且等势线密的地方电场线密，电场强度大．

解答 解：A、带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，电场线与等势面垂直，且由于带电粒子带正电，因此电场线指向右下方，根据沿电场线电势降低，可知a等势线的电势最高，c等势线的电势最低，故A错误；
BD、根据带电粒子受力情况可知，若粒子从P到Q过程，电场力做正功，动能增大，电势能减小，故带电粒子通过P点时的动能比通过Q点时的动能小，在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大，故BD错误；
C、等差等势线密的地方电场线密场强大，故P点电场强度较大，电场力较大，根据牛顿第二定律，加速度也较大，故C正确．
故选：C

点评 解决这类带电粒子在电场中运动的思路是：根据运动轨迹判断出所受电场力方向，然后进一步判断电势、电场强度、电势能、动能等物理量的变化．