Question

1．如圖甲所示Q₁，Q₂為兩個(gè)被固定的點(diǎn)電荷，其中Q₁為正點(diǎn)電荷，在它們連線的延長(zhǎng)線上有a、b兩點(diǎn)．現(xiàn)有一檢驗(yàn)電荷q（電性未知）以一定的初速度沿直線從b點(diǎn)開(kāi)始經(jīng)a點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)（檢驗(yàn)電荷只受電場(chǎng)力作用），q運(yùn)動(dòng)的速度圖象如圖乙所示．則（　　）

• A． Q₂的電荷量必定大于Q₁的電荷量
• B． 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，檢驗(yàn)電荷q的電勢(shì)能先增后減
• C． Q₁，Q₂兩點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度從b到a的變化時(shí)先減后增
• D． a，b兩點(diǎn)的電勢(shì)能高低為φ_a＜φ_b

Answer 1

分析 根據(jù)速度圖象的斜率等于加速度，則知電荷經(jīng)過(guò)a的加速度為零，可判斷出Q₂一定帶負(fù)電；根據(jù)速度的變化，分析動(dòng)能變化，根據(jù)負(fù)電荷在電勢(shì)低處電勢(shì)能大判斷電勢(shì)的高低，并判斷電勢(shì)能的變化．

解答 解：A、根據(jù)速度圖象的斜率等于加速度，由圖知，試探電荷經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)的加速度為零，由牛頓第二定律可知，電荷在a點(diǎn)所受的電場(chǎng)力為零，a點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)必為零，Q₁、Q₂在a點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向相反，故Q₂一定帶負(fù)電．根據(jù)庫(kù)侖定律與電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式可得：E=$\frac{kQ}{{r}^{2}}$，a點(diǎn)距離Q₂比較近，所以Q₂的電荷量必定小于Q₁的電荷量．故A錯(cuò)誤．
B、整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，檢驗(yàn)電荷q的動(dòng)能先減小后增大，由于只有電場(chǎng)力做功，所以電勢(shì)能先增后減．故B正確；
C、由圖可知，從b到a的過(guò)程中速度的變化率逐漸減小，即檢驗(yàn)電荷的加速度減小，由牛頓第二定律可知，電荷受到的電場(chǎng)力減小，所以Q₁，Q₂兩點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度從b到a的變化時(shí)逐漸減�。�故C錯(cuò)誤；
D、由于Q₁帶正電，Q₂帶負(fù)電，而且Q₂的電荷量小于Q₁的電荷量，a點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)必為零，所以在b與a之間的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向從a指向b，a點(diǎn)的電勢(shì)高．故D錯(cuò)誤．
故選：B

點(diǎn)評(píng) 本題的解題之處在于確定出電荷在a點(diǎn)的加速度為零，根據(jù)能量守恒判斷電勢(shì)能的變化，確定電勢(shì)的大小．