5.圖中虛線為勻強電場中與場強方向垂直的等間距平行直線.兩粒子M、N質(zhì)量相等,所帶電荷的絕對值也相等.現(xiàn)將M、N從虛線上的O點以相同速率射出,兩粒子在電場中運動的軌跡分別如圖中兩條實線所示.點a、b、c為實線與虛線的交點,已知o點電勢高于c 點.若不計重力,則( 。
A.M帶負電荷,N帶正電荷
B.N在a點的速度與M在c點的速度大小相同
C.N在從o點運動至a點的過程中克服電場力做功
D.M在從o點運動至b點的過程中,電場力對它做的功等于零

分析 根據(jù)帶電粒子軌跡的彎曲方向可判斷粒子所受的電場力方向,根據(jù)O點電勢高于c點,由電場線與等勢線垂直,而且由高電勢指向低電勢,可判斷出電場方向,從而確定出粒子的電性.由動能定理可知,N在a點的速度與M在c點的速度大小相等,但方向不同.N從O點運動至a點的過程中電場力做正功.O、b間電勢差為零,由動能定理可知電場力做功為零.

解答 解:
A、等勢線在水平方向,O點電勢高于c點,根據(jù)電場線與等勢線垂直,而且由高電勢指向低電勢,可知電場方向豎直向下.根據(jù)帶電粒子的軌跡可知,N所受的電場力方向豎直向上,M所受的電場力方向豎直向下,故知N粒子帶負電,M帶正電.故A錯誤.
B、aO間與Oc間電勢差相等,根據(jù)W=qU知,N從從O到a與M從O到c電場力做功相等,由動能定理可知,N在a點的速度與M在c點的速度大小相等.故B正確.
C、N從O點運動至a點的過程中電場力與速度的夾角為銳角,電場力做正功.故C錯誤.
D、O、b間電勢差為零,由W=qU知M從O點運動至b點的過程中,電場力對它做功為零.故D正確.
故選:BD

點評 本題要根據(jù)粒子的軌跡判定電場力方向,根據(jù)電場線與等勢線垂直的特點,分析能否判定電性.由動能定理分析電場力做功是常用的方法.

練習冊系列答案
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B.x軸上x2到O之間的電場強度的方向與O到x3之間的電場強度的方向相同
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B.正電荷+q在c點電勢能小于在a點電勢能
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D.負電荷-q從d點靜止釋放,在它從d點運動到b點的過程中,加速度可能先減小再增大

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20.當代物理理論認為:當一個體系的勢能最小時,系統(tǒng)會處于穩(wěn)定平衡狀態(tài),這個規(guī)律稱為“最小勢能原理”.
如圖甲所示,兩個帶正電的小球A、B套在一個傾斜的光滑直桿上,兩球均可視為點電荷,其中A球固定,帶電量QA=2×10-4C,B球的質(zhì)量為m=0.1kg.以A為坐標原點,沿桿向上建立直線坐標系如乙圖,B球的總勢能隨位置x的變化規(guī)律如圖中曲線Ⅰ所示,直線Ⅱ為曲線I的漸近線,P點為曲線Ⅰ的最低點,坐標為(6m、6J),Q點坐標為(2m、10J).甲圖中M點離A點距離為6m.(g取10m/s2,靜電力恒量k=9.0×109N•m2/C2.)
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(2)求B球的帶電量QB
(3)求M點電勢φM;
(4)若B球以Ek0=4J的初動能從M點開始沿桿向上滑動,求B球運動過程中離A球的最近距離及此時B球的加速度.

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