Question

【題目】如圖所示，圓弧線a、b、c代表某固定點電荷電場中的三個等勢面，相鄰兩等勢面間的距離相等，直線是電場中的幾條沒標明方向的電場線，粗曲線是一帶正電粒子只在電場力作用下運動軌跡的一部分，M、N是軌跡上的兩點．粒子過M、N兩點的加速度大小分別是aM、aN，電勢能分別是EPM、EPN，a、b、c的電勢分別是φa、φb、φc，ab間，bc間的電勢差分別是Uab、Ubc，則下列判斷中正確的是（ ）

A．aM＞aN，EPM＞EPN

B．φa＜φb＜φc，EPM＜EPN

C．aM＞aN，Uab=Ubc

D．Uab=Ubc，EPM＜EPN

Answer 1

【答案】B

【解析】

試題由于質點只受電場力作用，根據運動軌跡可知電場力指向運動軌跡的內側即斜向左上方，由于質點帶正電，因此電場線方向也指向左上方，根據電場線的方向可判斷電勢的高低；電場線和等勢線垂直，且等勢線密的地方電場線密，電場強度大．電勢能和動能的變化可以通過電場力做功情況判斷．

解：根據運動軌跡可知電場力指向運動軌跡的內側即斜向左上方，由于質點帶正電，因此電場線方向也指向左上方，所以正電荷受到點電荷的吸引力，所以圓心處的點電荷一定帶負電，電場線的方向指向圓心，所以φa＜φb＜φc，

根據點電荷的電場線的分布特點可得，M點的電場線密，所以正電荷在M點受到的電場力大，產生的加速度大，即：aM＞aN；

根據點電荷的電場線的分布特點可得，ab之間的電場強度大于bc之間的電場強度，由于相鄰兩等勢面間的距離相等，根據U=Ed可得，Uab＞Ubc；

設粒子從M向N運動，正電荷受到的電場力的方向指向圓心，所以受力的方向與M到N的方向之間的夾角是鈍角，電場力做功負功，電勢能減小，所以EPM＜EPN．只有選項B正確．

故選：B