Question

【題目】如圖所示，真空中有一個固定的點電荷，電荷量為+Q．圖中的虛線表示該點電荷形成的電場中的四個等勢面．有兩個一價離子M、N（不計重力，也不計它們之間的電場力）先后從a點以相同的速率v0射入該電場，運動軌跡分別為曲線apb和aqc，其中p、q分別是它們離固定點電荷最近的位置．①M一定是正離子，N一定是負離子．②M在p點的速率一定大于N在q點的速率．③M在b點的速率一定大于N在c點的速率．④M從p→b過程電勢能的增量一定小于N從a→q電勢能的增量．以上說法中正確的是

A. 只有①③ B. 只有②④ C. 只有①④ D. 只有②③

Answer 1

【答案】B

【解析】①由圖可知電荷N受到中心電荷的斥力，而電荷M受到中心電荷的引力，故兩粒子的電性一定不同．由于中心電荷為正電，則M一定是負離子，N一定是正離子，故①錯誤；
②由圖可判定M電荷在運動過程中，電場力做正功，導致動能增加；而N電荷在運動過程中，電場力做負功，導致動能減小．所以在p點的速率一定大于N在q點的速率，故②正確；
③D由于abc三點在同一等勢面上，故粒子M在從a向b運動過程中電場力所做的總功為0，N粒子在從a向c運動過程中電場力所做的總功為0．由于兩粒子以相同的速率從a點飛入電場故兩粒子的分別經過b、c兩點時的速率一定相等．故③錯誤．
④由圖可知N粒子在從a向q運動過程中電場力做負功的值大于粒子M在從p向b運動過程中電場力做負功的值，故M從p→b過程電勢能的增量一定小于N從a→q電勢能的增量．故④正確．故選B．