Question

图所示，在真空中的A、B两点分别放等量异号点电荷+q、-q，在电场中通过A、B两点的竖直平面内于对称位置取一个矩形路径abcd。现将一个电子沿abcd移动一周，则正确的是

1. A.
   由a→b，电势降低，电子电势能减少
2. B.
   由b→c，电场力对电子先做正功，后做负功，总功为零
3. C.
   由c→d，电子的电势能增大
4. D.
   由d→a，电子的电势能先减小后增大，电势能总变化量为零

Answer 1

D
沿电场线方向电势减小，所以电子从a→b的过程中电势减小，电场力做负功，电子的电势能增大，A错误，从b到c的过程中，电场力先与速度方向的夹角为钝角，即电场力做负功，电势能增大，过了AB线下之后，电场力与粒子速度方向的夹角为锐角，即电场力做正功电势能减小，根据对称性可知cd两点的电势相等，所以由公式可得此过程中电场力做功为零，B错误，从c到d的过程中，c点的电势小于d点的电势，所以电场力做正功，电势能减小，C错误，从d到a的过程中，在AB连线的下方，电场力与速度方向为锐角，即做正功，电势能减小，在AB连线的上方，电场力与速度方向为钝角，即电场力作负功，电势能增加，又因为ad两点的电势相等，所以电场力做的总功为零，所以D正确，
思路分析：根据电场力方向与速度方向的夹角分析电场力做功情况，然后再根据电场力做功情况分析电势能变化，
试题点评：需要明白电子受到的电场力方向与电场线方向相反，电场力做正功电势能减小，