Question

14．如圖所示，三條平行且等問距的虛線表示電場中的三個等勢面，其電勢分別為10V、20V、30V．實線是一帶正電的粒子（不計重力）在該區(qū)域內(nèi)運動的軌跡，對于軌跡上的a、b、c三點，下列說法中正確的是（　　）

• A． 帶電粒子一定是先經(jīng)過a，再經(jīng)過b，然后經(jīng)過c
• B． 帶電粒子在三點所受電場力的大小滿足F_b＞F_a＞F_c
• C． 帶電粒子經(jīng)過三點的速率滿足V_a＜V_c＜V_b
• D． 帶電粒子在三點的電勢能大小滿足ε_b＜ε_c＜ε_a

Answer 1

分析 此題首先要根據(jù)三條表示等勢面的虛線等距離判斷出電場是勻強電場，所以帶電粒子在電場中各點的電場力是相同的；因帶電粒子的運動軌跡是拋物線，所以兩種運動方式都有可能；根據(jù)abc三點的位置關(guān)系以及帶電粒子的電勢能與動能之間的互化，可判斷出經(jīng)過a、b、c三點時的動能和電勢能的大小關(guān)系．

解答 解：A、由題中的圖可知，電場的方向是向上的，帶正電的粒子將受到向上的電場力作用，帶正電的粒子無論是依次沿a、b、c運動，還是依次沿c、b、a運動，都會的到如圖的軌跡．選項A錯誤．
B、因表示電場中三個等勢面的三條虛線是平行且等間距的，由此可判斷電場是勻強電場，所以帶電粒子在電場中各點受到的電場力相等．選項B錯誤；
C、帶負電的粒子在電場中運動時，存在電勢能與動能之間的互化，由題意和圖可知，在b點時的電勢能最大，在a點的電勢能最小，可判斷在a點的動能最大，在b點的動能最小由$v=\frac{1}{2}m{v}^{2}$可知，速率滿足V_b＜V_c＜V_a，選項C錯誤．
D、由對C的分析可知，在b點時的電勢能最大，在c點的電勢能最小，故D正確；
故選：D．

點評 本題考察到了電勢能、帶電粒子在電場中的運動、等勢面、電場力做功等幾方面的知識點．解決此題的關(guān)鍵是對等勢面的理解，等勢面就是電場中電勢相等的各點構(gòu)成的面，等勢面有以下幾方面的特點：
①、等勢面一定與電場線垂直，即跟場強的方向垂直．
②、在同一等勢面上移動電荷時電場力不做功．
③、電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面．
④、任意兩個等勢面都不會相交．
⑤、等差等勢面越密的地方電場強度越大，即等差等勢面的分布疏密可以描述電場的強弱．