Question

7．如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势分别为10V、20V、30V，实线是一带电粒子（不计重力）在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点．带电粒子在三点所具有的动能分别为E_ka、E_kb、E_kc；则动能由大到小的关系为E_kc＞E_ka＞E_kb（用大于号＞相连）；带电粒子在三点所具有的电势能分别为E_pa、E_pb、E_pc；则电势能由大到小的关系为E_pb＞E_pa＞E_pc（用大于号＞相连）．

Answer 1

分析 根据带电粒子的运动轨迹分析电场力方向，判断出带电粒子带何种电荷，再由电势能与电势的关系分析电势能的大小，由能量守恒定律分析动能的大小．

解答 解：图中表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，则知该电场是匀强电场，带电粒子的运动轨迹向下弯曲，所以带电粒子所受的电场力向下，而电场方向向上，所以粒子带负电．图中，三点的电势关系为φ_b＜φ_b＜φ_c，根据负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，可知，E_pb＞E_pa＞E_pc，根据能量守恒定律知，电势能与动能总和一定，则有E_kc＞E_ka＞E_kb．
故答案为：E_kc＞E_ka＞E_kb，E_pb＞E_pa＞E_pc．

点评 解决本题要掌握匀强电场中电场线、等势面分布的特点，知道物体做曲线运动时合力指向轨迹弯曲内侧，并能灵活运用这些知识分析带电粒子在电场中运动的问题．本题也可以根据电场力做功情况进行分析．