Question

【題目】在光滑的絕緣水平面上，有一個(gè)正方形abcd，頂點(diǎn)a、c分別固定一個(gè)正點(diǎn)電荷，電荷量相等，如圖所示若將一個(gè)帶負(fù)電的粒子置于b點(diǎn)，自由釋放，粒子將沿著對角線bd往復(fù)運(yùn)動(dòng)粒子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過程中　　

A. 先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻減速運(yùn)動(dòng)

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(jī)械能改變量

D. 電勢能先減小后增大

Answer 1

【答案】D

【解析】

bd連線即為ac連線的中垂線，因此解決本題的關(guān)鍵是明確等量正電荷連線的中垂線上電場分布特點(diǎn)，從而進(jìn)一步判斷所受電場力、電勢、電勢能等變化情況．

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(diǎn)O處場強(qiáng)為0，電場線的方向由此交點(diǎn)指向兩邊，由于負(fù)電荷受到的電場力跟電場線的方向相反，所以負(fù)電荷受到的電場力始終指向ac的連線與中垂線的交點(diǎn)，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(cuò)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(diǎn)的電勢最高，所以從b到d，電勢是先增大后減小，故B錯(cuò)誤；由于只有電場力做功，只有電勢能與動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，電勢能與機(jī)械能之和守恒，因此，電勢能改變量等于機(jī)械能改變量。故C錯(cuò)誤；由b到ac連線的中點(diǎn)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(fù)功，電勢能增加，故D正確。故選D。