Question

3．如圖所示為一帶電量為q的粒子從x=0處開始，只在電場力作用下沿x軸運(yùn)動(dòng)過程中粒子的電勢能Ep隨x變化的圖象．0-x₂范圍內(nèi)，圖象為曲線；x₁-x₂范圍內(nèi)，圖象為直線．圖中所標(biāo)示的量均已知，則（　　）

• A． 在x=0處，粒子的速度為零
• B． 在x=x₁處，粒子受到的電場力為零
• C． 在x₁到x₂區(qū)域內(nèi)，電場沿x軸負(fù)方向
• D． 在x₂到x₃區(qū)域內(nèi)，電場強(qiáng)度大小為$\frac{{{E_{p1}}}}{{q（{x_3}-{x_2}）}}$

Answer 1

分析 根據(jù)能量守恒判斷x=0處的速度；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=$\frac{△{E}_{p}^{\;}}{△x}$，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F=Eq分析電場力的大小；根據(jù)電場力做功與電勢能的變化關(guān)系分析x₁到x₂區(qū)域電場力做功情況，判斷電場方向；根據(jù)$E=\frac{△{E}_{p}^{\;}}{△x}$求x₂到x₃區(qū)域內(nèi)的電場強(qiáng)度大��；

解答 解：A、由題意知，粒子只受電場力作用，因此動(dòng)能與電勢能的和為一定值，由于從0～${x}_{1}^{\;}$范圍內(nèi)，粒子的電勢能增大，則粒子的動(dòng)能減小，因此在x=0處粒子的動(dòng)能不為零，速度不為零，故A錯(cuò)誤；
B、由$△{E}_{p}^{\;}=F△x$得$F=\frac{△{E}_{p}^{\;}}{△x}$，可知在$x={x}_{1}^{\;}$處，粒子受到的電場力為零，故B正確；
C、在${x}_{1}^{\;}$到${x}_{2}^{\;}$區(qū)域內(nèi)，電勢能在減小，說明粒子受到的電場力做正功，電場方向沿x軸正方向，故C錯(cuò)誤；
D、在${x}_{2}^{\;}$到${x}_{3}^{\;}$區(qū)域內(nèi)，有$qE=\frac{{E}_{p1}^{\;}}{{x}_{3}^{\;}-{x}_{2}^{\;}}$，解得$E=\frac{{E}_{p1}^{\;}}{q（{x}_{3}^{\;}-{x}_{2}^{\;}）}$，故D正確；
故選：BD

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵要分析圖象斜率的物理意義，判斷電場強(qiáng)度的變化，注意電場力做功與電勢能變化之間的關(guān)系．