Question

如图所示，真空中有一个固定的点电荷，电荷量为+Q，虚线表示该点电荷电场中的等势面．两个一价离子M、N（不计重力和它们之间的电场力）先后从a点以相同的速率v射入该电场，运动轨迹分别为曲线a→b和a→c，其中b、c两点在同一等势面上，p、q分别是它们离固定点电荷最近的位置．下列说法中正确的是（ ）
A．M、N都是正离子
B．M在p点的速率小于N在q点的速率
C．M从a→b的电势能先减小后增大
D．M从p→b过程电场力做的功等于N从a→q过程电场力做的功

Answer

根据轨迹判定电荷N受到中心电荷的斥力，而电荷M受到中心电荷的引力，可知两粒子在从a向b、c运动过程中电场力做功情况．根据abc三点在同一等势面上，可判定从a到b和从a到c过程中电场力所做的总功为零．
【解析】
A、由图可知电荷N受到中心电荷+Q的斥力，而电荷M受到中心电荷+Q的引力，故两粒子的电性一定不同．由于中心电荷为正电，则M一定是负离子，N一定是正离子，故A错误；
B、由图可判定M电荷在运动过程中，电场力做正功，导致动能增加；而N电荷在运动过程中，电场力做负功，导致动能减小．所以在p点的速率一定大于N在q点的速率，故B错误；
C、电场力对M离子先做正功后做负功，则M从a→b的电势能先减小后增大．故C正确．
D、由图可知：p、b间电势差小于a、q间电势差，根据电场力做功W=Uq知，M从p→b过程电场力做的功小于N从a→q过程电场力做的功．故D错误．
故选C