Question

20．如圖甲所示，有一絕緣的豎直圓環(huán)，圓環(huán)上均勻分布著正電荷．一光滑細(xì)桿沿垂直圓環(huán)平面的軸線穿過圓環(huán)，細(xì)桿上套有一個質(zhì)量為m=10g的帶正電的小球，小球所帶電荷量q=5.0×10^-4C，讓小球從C點(diǎn)由靜止釋放，其沿細(xì)桿由C經(jīng)B向A運(yùn)動的v-t圖象如圖乙所示．且已知小球運(yùn)動到B點(diǎn)時，速度圖象的切線斜率最大（圖中標(biāo)出了該切線）．下列說法正確的是（　　）

• A． 在O點(diǎn)右側(cè)桿上，B點(diǎn)場強(qiáng)最大，場強(qiáng)大小為E=1.2V/m
• B． 由C到A的過程中，小球的電勢能先減小后變大
• C． 沿著C到A的方向，電勢先降低后升高
• D． C、B兩點(diǎn)間的電勢差U_CB=0.9V

Answer 1

分析 通過乙圖的v-t圖象判斷出加速度，加速度最大時受到的電場力最大，電場強(qiáng)度最大，由電場力做功即可判斷電勢能，由W=qU求的電勢差．

解答 解：
A、由乙圖可知，小球在B點(diǎn)的加速度最大，故所受的電場力最大，加速度由電場力產(chǎn)生，故B點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大，a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{0.3}{5}$=0.06m/s²，a=$\frac{qE}{m}$，解得
 E=$\frac{ma}{q}$=$\frac{0.01×0.06}{5×1{0}^{-4}}$=1.2V/m，故A正確；
BC、從C到A小球的動能一直增大，說明電場力一直做正功，故電勢能一直減小，電勢一直減小，故BC錯誤；
D、由C到B電場力做功為W_CB=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$-0，CB間電勢差為U_CB=$\frac{W}{q}$=$\frac{m{v}_{B}^{2}}{2q}$=$\frac{0.01×0．{3}^{2}}{2×5×1{0}^{-4}}$=0.9V，故D正確．
故選：AD．

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵要明確圖象的斜率等于加速度，抓住電場力做正功時電勢能減小，進(jìn)行分析即可．