Question

【題目】在光滑的絕緣水平面上，有一個正方形abcd，頂點a、c分別固定一個正點電荷，電荷量相等，如圖所示若將一個帶負電的粒子置于b點，自由釋放，粒子將沿著對角線bd往復運動粒子從b點運動到d點的過程中　　

A. 先做勻加速運動，后做勻減速運動

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，因此解決本題的關鍵是明確等量正電荷連線的中垂線上電場分布特點，從而進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O處場強為0，電場線的方向由此交點指向兩邊，由于負電荷受到的電場力跟電場線的方向相反，所以負電荷受到的電場力始終指向ac的連線與中垂線的交點，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點的電勢最高，所以從b到d，電勢是先增大后減小，故B錯誤；由于只有電場力做功，只有電勢能與動能的相互轉化，電勢能與機械能之和守恒，因此，電勢能改變量等于機械能改變量。故C錯誤；由b到ac連線的中點O的過程中，電場力做正功，電勢能減小，由O到d電場力做負功，電勢能增加，故D正確。故選D。