3.如圖甲所示,M、N是一條電場線上的兩點,在M點由靜止釋放一個帶負電的點電荷,該點電荷僅受電場力的作用,沿著電場線從M點運動到N點,其速度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示.以下判斷正確的是( 。
A.點電荷從M點到N點的過程中電勢能逐漸增大
B.M點的電勢高于N點的電勢
C.該電場線可能是某正點電荷電場中的一條
D.點電荷在M點所受的電場力大于其在N點所受的電場力

分析 根據(jù)帶電粒子的速度-時間圖象可知,該帶電粒子做初速度為零的變加速直線運動,加速度逐漸減小,由此可以判斷出電場的方向和電場強度大小、電勢高低的變化情況;
根據(jù)電場力做功分析電勢能的變化.

解答 解:A、由圖知,電荷的動能增加,根據(jù)能量守恒可知,其電勢能必定減小.故A錯誤;
B、由于該電荷由靜止開始運動的,僅受電場力作用從M運動到N,該電荷帶負電,因此電場線方向由N指向M,沿電場線電勢降低,即有φN>φM,故B錯誤;
C、由圖可知:點電荷做初速度為零的變加速直線運動,加速度逐漸減小,說明該電荷所受的電場力逐漸減小,則電場強度是逐漸減小的,此電場一定是非勻強電場;又因為電場線方向向左,從M運動到N,電場強度是逐漸減小的,所以電場線是某負點電荷電場中的一條,故C錯誤;
D、v-t圖象的斜率表示加速度,可見該電荷的加速度不斷減小,電場力不斷減小,該電荷在M點所受電場力大于在N點所受電場力,故D正確.
故選:D.

點評 本題結(jié)合運動圖象考查了電場強度和電勢的變化情況,考查角度新穎,要注意結(jié)合圖象的含義以及電場線和電場強度與電勢的關(guān)系求解.

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