Question

19．一帶正電的粒子只在電場力作用下沿x軸正向運(yùn)動，其電勢能E_P隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中0-x₂段是對稱的曲線，x₂～x₃段是直線，則下列說法正確的是（　�。�

• A． x₁處電場強(qiáng)度為零
• B． 0～x₁段的場強(qiáng)方向與x軸的正方向相反
• C． 粒子在0-x₂段做勻變速運(yùn)動，x₂～x₃段做勻速直線運(yùn)動
• D． x₁、x₂、x₃處電勢φ₁、φ₂、φ₃的關(guān)系為φ₁＞φ₂＞φ₃

Answer 1

分析 根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系：E_p=qφ，場強(qiáng)與電勢的關(guān)系：E=$\frac{△∅}{△x}$，結(jié)合分析圖象斜率與場強(qiáng)的關(guān)系，即可求得x₁處的電場強(qiáng)度，由E_p=qφ，分析電勢的高低．由牛頓第二定律判斷加速度的變化，即可分析粒子的運(yùn)動性質(zhì)．根據(jù)斜率讀出場強(qiáng)的變化，由F=qE，分析電場力的變化．

解答 解：A、根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系：E_p=qφ，場強(qiáng)與電勢的關(guān)系：E=$\frac{△∅}{△x}$，得：E=$\frac{1}{q}•\frac{△{E}_{P}}{△x}$，由數(shù)學(xué)知識可知E_p-x圖象切線的斜率等于$\frac{△{E}_{P}}{△x}$，x₁處切線的斜率為零，則x₁處電場強(qiáng)度為零，故A正確；
B、0～x₁段，電勢能逐漸減小，則電場力做正功，電場力方向與x正方向相同，又是正電荷，則0～x₁段的場強(qiáng)方向與x軸的正方向相同，故B錯誤；
C、由圖看出在0～x₁段圖象切線的斜率不斷減小，由上式知場強(qiáng)減小，粒子所受的電場力減小，加速度減小，做非勻變速運(yùn)動．x₁～x₂段圖象切線的斜率不斷增大，場強(qiáng)增大，粒子所受的電場力增大，做非勻變速運(yùn)動．x₂～x₃段斜率不變，場強(qiáng)不變，即電場強(qiáng)度大小和方向均不變，是勻強(qiáng)電場，粒子所受的電場力不變，做勻變速直線運(yùn)動，故C錯誤；
D、根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系：E_p=qφ，粒子帶正電，q＞0，根據(jù)正電荷的電勢能越大，粒子所在處的電勢越高，可知φ₁＜φ₂＜φ₃．故D錯誤．
故選：A

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵要分析圖象斜率的物理意義，判斷電勢和場強(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)動情況．