Question

【題目】在光滑的絕緣水平面上，有一個正方形abcd，頂點a、c分別固定一個正點電荷，電荷量相等，如圖所示．若將一個帶負電的粒子置于b點，自由釋放，粒子將沿著對角線bd往復運動．粒子從b點運動到d點的過程中（　　）

A. 先做勻加速運動，后做勻減速運動

B. 先從高電勢到低電勢，后從低電勢到高電勢

C. 電勢能改變量大于機械能改變量

D. 電勢能先減小后增大

Answer 1

【答案】D

【解析】由等量正電荷連線的中垂線上電場分布可知：ac與bd的交點O處場強為0，電場線的方向由此交點指向兩邊，由于負電荷受到的電場力跟電場線的方向相反，所以負電荷受到的電場力始終指向ac的連線與中垂線的交點，由于該電場是不均勻的，粒子所受的電場力是變化的，所以加速度是變化的，故A錯誤；由等量正電荷的電場分布知道，在兩電荷連線的中垂線O點的電勢最高，所以從b到d，電勢是先增大后減小，故B錯誤；由于只有電場力做功，只有電勢能與動能的相互轉化，電勢能與機械能之和守恒，因此，電勢能改變量等于機械能改變量．故C錯誤；由b到ac連線的中點O的過程中，電場力做正功，電勢能減小，由O到d電場力做負功，電勢能增加，故D正確．故選D．