5.如圖所示,真空中有一個固定的點(diǎn)電荷,電荷量為+Q,虛線表示該點(diǎn)電荷電場中的等勢面,兩個一價(jià)離子M、N(不計(jì)重力和它們之間的電場力)先后從a點(diǎn)以相同的速率射入該電場,運(yùn)動軌跡分別為曲線apb和aqc、其中p、q分別是它們離固定點(diǎn)電荷最近的位置,下列說法中正確的是( 。
A.M是正離子,N是負(fù)離子
B.M在p點(diǎn)的速率小于N在q點(diǎn)的速率
C.M在b點(diǎn)的速率等于N在c點(diǎn)的速率
D.M從p→b過程電勢能的增量等于N從a→q電勢能的增量

分析 根據(jù)軌跡判定電荷N受到中心電荷的斥力,而電荷M受到中心電荷的引力,可知兩粒子在從a向b、c運(yùn)動過程中電場力做功情況.根據(jù)abc三點(diǎn)在同一等勢面上,可判定從a到b和從a到c過程中電場力所做的總功為零.

解答 解:A、由圖可知電荷N受到中心電荷+Q的斥力,而電荷M受到中心電荷+Q的引力,故兩粒子的電性一定不同.由于中心電荷為正電,則M一定是負(fù)離子,N一定是正離子,故A錯誤;
B、由圖可判定M電荷在運(yùn)動過程中,電場力先做正功,導(dǎo)致動能增加;而N電荷在運(yùn)動過程中,電場力先做負(fù)功,導(dǎo)致動能減。栽趐點(diǎn)的速率一定大于N在q點(diǎn)的速率,故B錯誤;
C、a、b、c三點(diǎn)在同一等勢面上,可知從a到b和從a到c過程中電場力所做的總功為零,根據(jù)動能定理可知M在b點(diǎn)的速率等于N在c點(diǎn)的速率.故C正確.
D、由圖可知:p、b間電勢差小于a、q間電勢差,根據(jù)電場力做功W=Uq知,M從p→b過程電場力做的功小于N從a→q過程電場力做的功,M從p→b過程電勢能的增量小于N從a→q電勢能的增量.故D錯誤.
故選:C

點(diǎn)評 根據(jù)軌跡判定“電荷N受到中心電荷的斥力,而電荷M受到中心電荷的引力”是解決本題的突破口.

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A.相鄰兩個小球間的時(shí)間間隔為0.5 s
B.相鄰兩個小球間的時(shí)間間隔為1 s
C.第3個小球和第5個小球間的距離為35 m
D.第3個小球和第5個小球間的距離為25 m

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