Question

如圖7所示，在真空中的A、B兩點(diǎn)分別放等量異種點(diǎn)電荷+q，－q，在電場中通過A、B兩點(diǎn)的豎直平面內(nèi)于對稱位置取一個矩形路徑abcd，現(xiàn)將一個電子沿abcd移動一周，則正確的是（     ）
A.由a→b，電勢降低，電子電勢能減小
B.由b→c，電場力對電子先做正功，后做負(fù)功，總功為零
C.由c→d，電子的電勢能增大
D.由d→a，電子的電勢能先減小后增大，電勢能總變化量為零

Answer 1

D

【試題分析】
【解析】畫出等量異種點(diǎn)電荷的電場線，根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷形成的電場及其電場線的分布情況來判斷每段過程中電場力、電勢能的改變情況如圖8所示.
由于abcd矩形是電場中AB間對稱的四點(diǎn)，故有ad兩點(diǎn)在同一等勢面，bc兩點(diǎn)在另一等勢面上，且φ_a 比φ_b高；而O₁點(diǎn)的電勢比φ_a更高，O₂點(diǎn)的電勢比φ_b更低，電子順電場線移動，電場力做負(fù)功，電勢能增加，A項(xiàng)錯.
b→c，即b→O₂→c，由于O₂的電勢更低，因此，電場力先做負(fù)功，后做正功，總功為零，B項(xiàng)錯.
c→d，電子逆電場線方向移動（或由電勢低的等勢面向電勢高的等勢面移動），電子做正功，電勢能減少，C項(xiàng)錯.
d→a，電子先從電勢低的等勢面移向電勢高的等勢面，后從電勢高的等勢面移向電勢低的等勢面，所以電子的電勢能先減少，后增大，電勢能的總變化量為零，D項(xiàng)正確.