Question

16．帶正電的粒子只在電場力作用下沿x軸正向運動，其電勢能E_P隨位移x變化的關系如圖所示，其中0〜x₂段是關于直線x=x₁對稱的曲線，x₂～x₃段是直線，則下列說法正確的是（　　）

• A． x₁處電場強度最小，但不為零
• B． x₂～x₃段電場強度大小恒定，方向沿x軸正方向
• C． 粒子在0〜x₂段做勻變速運動，x₂～x₃段做勻速直線運動
• D． 在0、x₁、x₂、x₃處電勢φ₁、φ₂、φ₃的關系為φ₃＞φ₂=φ₀＞φ₁

Answer 1

分析 根據(jù)電勢能與電勢的關系：E_p=qφ，場強與電勢的關系：E=$\frac{△φ}{△x}$，結合分析圖象斜率與場強的關系，即可求得x₁處的電場強度；根據(jù)能量守恒判斷速度的變化；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，即可分析粒子的運動性質．根據(jù)斜率讀出場強的變化，由F=qE，分析電場力的變化．

解答 解：A、根據(jù)電勢能與電勢的關系：E_p=qφ，場強與電勢的關系：E=$\frac{△φ}{△x}$，得：E=$\frac{1}{q}\frac{△{E}_{p}}{△x}$，由數(shù)學知識可知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處電場強度為零，因此x₁處電場強度最小，且為零，故A錯誤；
B、x₂～x₃段斜率不變，場強不變，即電場強度大小和方向均不變，是勻強電場，帶正電的粒子電勢能在增大，則電場力做負功，電場力沿x軸負方向，電場場強方向沿x軸負方向，故B錯誤；
C、由圖可知在0～x₁段圖象切線的斜率不斷減小，由上式知場強減小，粒子所受的電場力減小，加速度減小，做非勻變速運動．x₁～x₂段圖象切線的斜率不斷增大，場強增大，粒子所受的電場力增大，做非勻變速運動．x₂～x₃段斜率不變，場強不變，即電場強度大小和方向均不變，是勻強電場，粒子做勻變速直線運動，故C錯誤；
D、根據(jù)電勢能與電勢的關系：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．由于0和x₂處電勢能相等，φ₂=φ₀，因此在0、x₁、x₂、x₃處電勢φ₁、φ₂、φ₃的關系為φ₃＞φ₂=φ₀＞φ₁，故D正確．
故選：D．

點評 解決本題的關鍵要分析圖象斜率的物理意義，判斷電勢和場強的變化，再根據(jù)力學基本規(guī)律：牛頓第二定律進行分析電荷的運動情況．根據(jù)電勢能與電勢的關系判斷各處的電勢大�。�