Question

4．如圖所示，平行直線表示電場(chǎng)線，但未標(biāo)方向，電荷量為+1×10^-2C的粒子在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用，由M點(diǎn)移到N點(diǎn)，動(dòng)能變化了0.1J，若M點(diǎn)電勢(shì)為-10V，軌跡1在M點(diǎn)的切線沿水平方向，軌跡2在M點(diǎn)的切線沿豎直方向，則（　�。�

• A． 電場(chǎng)線方向從左向右
• B． 粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是軌跡2
• C． N點(diǎn)的電勢(shì)為10V
• D． 此過(guò)程中粒子的電勢(shì)能增加了0.1J

Answer 1

分析 物體作曲線運(yùn)動(dòng)的條件：合外力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向不在同一條直線上，且合外力指向軌跡的內(nèi)側(cè)；正電荷所受電場(chǎng)力的方向與場(chǎng)強(qiáng)的方向相同；要求B點(diǎn)電勢(shì)，需要知道AB之間的電勢(shì)差U_MN=φ_M-φ_N，而U_MN=$\frac{{W}_{MN}^{\;}}{q}$．

解答 解：A、由于該電荷從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，動(dòng)能增加了0.1J，故電場(chǎng)力做正功，所以該正電荷所受的電場(chǎng)力水平向右，由于電場(chǎng)力向右，而正電荷所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)線的方向相同，故電場(chǎng)線方向向右．故A正確．
B、根據(jù)電場(chǎng)力指向軌跡的內(nèi)側(cè)，知電場(chǎng)力水平向右，故電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是圖中曲線2，故B正確；
C、根據(jù)W_MN=qU_MN=0.1J，U_MN=$\frac{{W}_{MN}^{\;}}{q}$=$\frac{0.1}{1{0}_{\;}^{-2}}$V=10V，而U_MN=φ_M-φ_N=-10-φ_N=10V，故φ_N=-20V，故C錯(cuò)誤；
D、該電荷由M點(diǎn)移到N點(diǎn)，動(dòng)能增加0.1J，則電勢(shì)能減少0.1J，故D錯(cuò)誤，
故選：AB．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物體作曲線運(yùn)動(dòng)的條件：合外力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向不在同一條直線上，且合外力指向軌跡的內(nèi)側(cè)；正電荷所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)線的方向相同；電場(chǎng)力做功的公式W_MN=qU_MN，動(dòng)能定理，電勢(shì)差的公式U_MN=φ_M-φ_N．本題難度不大，但綜合性很強(qiáng)；在用公式W_MN=qU_MN解題時(shí)要注意q和U_MN的正負(fù)號(hào)．