Question

帶負電的粒子在某電場中僅受電場力作用，能分別完成以下兩種運動：①在電場線上運動，②在等勢面上做勻速圓周運動。該電場可能由

A．一個帶負電的點電荷形成

B．一個帶正電的點電荷形成

C．兩個帶等量負的點電荷形成

D。兩個帶等量正的點電荷形成

Answer 1

BD

解析:

因為一個帶正電的點電荷形成的電場，其電場線是直線，當(dāng)帶負電的粒子的初速度的方向與電場線的方向在一條直線上時，粒子可以在電場線上運動，當(dāng)粒子的初速度的方向

與電場線垂直時，粒子可以在等勢面上做勻速圓周運動。其實帶負電的粒子可以在一個帶正電的點電荷形成的電場中的任意一個等勢面（如圖2中虛線所示的等勢面A、B、C）上做勻速圓周運動。如圖3所示兩個等量的同種正點電荷A、B形成的電場（筆者增加了AO、BO、OP、OQ四條直線電場線），當(dāng)帶負電的粒子的初速度的方向與電場線在一條直線上時，粒子可以在電場線上運動，如圖3所示粒子可以在直線電場線AM、BN、AB、OP、OQ等上做直線運動，由于場強是變化的，所以粒子做變速直線運動，故選項B正確.考慮到電場分布的空間性和對稱性，當(dāng)粒子初速度的方向在A、B連線的中垂面內(nèi)且與中垂線垂直，則粒子所受庫侖力的合力始終指向O點，粒子將在兩電荷A、B連線的中垂面內(nèi)，以兩電荷A、B連線的中點O為圓心做勻速圓周運動.其實PQ是兩電荷連線的垂直平分面在紙面內(nèi)的投影，在該平面內(nèi)其電勢的分布像在兩電荷A、B連線的中點O處，固定一個孤立的正的點電荷一樣，其電勢的分布如圖2虛線所示的等勢面.故選項D正確.