Question

7．一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能E_P隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中O～x₂段是對(duì)稱的曲線，x₂～x₃是直線段，則下列判斷正確的是（　　）

• A． x₁處電場(chǎng)強(qiáng)度最大
• B． x₂～x₃段是勻強(qiáng)電場(chǎng)
• C． x₁、x₂、x₃處電勢(shì)φ₁、φ₂、φ₃的關(guān)系為φ₁＞φ₂＞φ₃
• D． 粒子在O～x₂段做勻變速運(yùn)動(dòng)，x₂～x₃段做勻速直線運(yùn)動(dòng)

Answer 1

分析 根據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系：E_p=qφ，場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的關(guān)系：E=$\frac{△φ}{△x}$，結(jié)合分析圖象斜率與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系，即可求得x₁處的電場(chǎng)強(qiáng)度；根據(jù)能量守恒判斷速度的變化；由E_p=qφ，分析電勢(shì)的高低．由牛頓第二定律判斷加速度的變化，即可分析粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)．根據(jù)斜率讀出場(chǎng)強(qiáng)的變化．

解答 解：A、根據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系：E_p=qφ，場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的關(guān)系：E=$\frac{△φ}{△x}$，得：E=$\frac{1}{q}•\frac{△{E}_{P}}{△x}$
由數(shù)學(xué)知識(shí)可知E_p-x圖象切線的斜率等于$\frac{△{E}_{P}}{x}$，x₁處切線斜率為零，則x₁處電場(chǎng)強(qiáng)度為零，故A錯(cuò)誤．
B、D、由圖看出在0～x₁段圖象切線的斜率不斷減小，由上式知場(chǎng)強(qiáng)減小，粒子所受的電場(chǎng)力減小，加速度減小，做非勻變速運(yùn)動(dòng)．x₁～x₂段圖象切線的斜率不斷增大，場(chǎng)強(qiáng)增大，粒子所受的電場(chǎng)力增大，做非勻變速運(yùn)動(dòng)．x₂～x₃段斜率不變，場(chǎng)強(qiáng)不變，即電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向均不變，是勻強(qiáng)電場(chǎng)，粒子所受的電場(chǎng)力不變，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故B正確，D錯(cuò)誤；
C、根據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系：E_p=qφ，因粒子帶負(fù)電，q＜0，則知電勢(shì)能越大，粒子所在處的電勢(shì)越低，所以有：φ₁＞φ₂＞φ₃．故C正確．
故選：BC

點(diǎn)評(píng) 本題以圖象的形式考查靜電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)、電勢(shì)能等相關(guān)知識(shí)；解決本題的關(guān)鍵要分析圖象斜率的物理意義，判斷電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)的變化，再根據(jù)力學(xué)基本規(guī)律：牛頓第二定律進(jìn)行分析電荷的運(yùn)動(dòng)情況．