Question

一带电粒子射入固定在O点的点电荷电场中，图中实线同心圆表示电场的等势面，虚线abc表示粒子仅受电场力作用的运动轨迹．则可断定（ ）

A．带电粒子与固定在O点的点电荷互为异种电荷
B．粒子在b点的加速度最大
C．从a到c整个过程，粒子运动到b点时的动能最大
D．粒子在c点的动能一定等于在a点的动能

Answer 1

【答案】分析：电场线与等势面垂直．电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，沿电场线的方向，电势降低，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加．同种电荷相斥，异种电荷相吸．并由运动轨迹来确定速度方向，由电场线与速度方向来确定电场力方向．
解答：解：A、由轨迹的弯曲情况，电场力应指向曲线凹侧，且与等势面垂直（电场线垂直该处等势面），所以可以判断粒子受到的电场力的方向向左，根据粒子的运动的轨迹可知，带电粒子与固定在O点的点电荷互为同种电荷，故A错误；
B、由轨迹的弯曲情况，电场力应指向曲线凹侧，且与等势面垂直（电场线垂直该处等势面），所以可以判断粒子受到的电场力的方向向左，根据粒子的运动的轨迹可知，带电粒子与固定在O点的点电荷互为同种电荷，因为b点间距最小，则库仑力最大，所以加速度也最大，故B正确；
C、此粒子由a到b，电场力做负功，由b到c，电场力做正功，b点时的电势能最大，而动能最小，所以C错误；
D、粒子由a到b，电场力做负功，所以粒子的电势能增加，由b到c，电场力做正功，所以粒子的电势能减小，由于a与c点的电势相等，所以电场力做功为零，电势能也不变，所以动能也不变．所以D正确．
故选：BD
点评：本题考查运用力学知识分析电场中轨迹问题的能力．电场力具有力的共性，判断电场力做功的正负，按照功的公式，分析电场力与速度方向的夹角来判断．加强基础知识的学习，掌握住电场线和等势面的特点，即可解决本题．