②利用公式法:由Ep=qφ知正电荷在电势高处电势能大,负电荷在电势低处电势能大.
例2 如图2,P是固定的点电荷,虚线是以P为圆心的两个圆.带电粒子Q在P的电场中运动,运动轨迹与两圆在同一平面内,a、b、c为轨迹上的三个点.若Q仅受P的电场力作用,其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac,速度大小分别为va、vb、vc,则( )
图2
A.aa>ab>ac,va>vc>vb
B.aa>ab>ac,vb>vc>va
C.ab>ac>aa,vb>vc>va
D.ab>ac>aa,va>vc>vb
解析 由库仑定律F=可知,粒子在a、b、c三点受到的电场力的大小关系为Fb>Fc>Fa,由a=,可知ab>ac>aa.根据粒子的轨迹可知,粒子Q与场源电荷P的电性相同,二者之间存在斥力,由c→b→a整个过程中,电场力先做负功再做正功,且Wba>|Wcb|,结合动能定理可知,va>vc>vb,故选项D正确.
答案 D
已知等电势面的形状分布,根据电场线和等势面相互垂直绘制电场线,再根据轨迹弯曲方向找电荷的受力方向,结合运动轨迹或路径,判断功的正负;由电场力做功正负确定动能及电势能的变化.
二、电场强度和电势的理解
例3 如图3所示,在等量异种点电荷形成的电场中有A、B、C三点,A点为两点电荷连线的中点,B点为连线上距A点距离为d的一点,C点为连线中垂线上距A点距离也为d的一点,则下面关于三点电场强度E的大小、电势φ高低的比较,正确的是( )
图3