Question

14．在光滑、絕緣的水平桌面上有一質(zhì)量m=0.1kg、電荷量q=0+0.001C的帶電小球，以初速度v₀=2m/s沿桌面做直線運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖所示．在x=0到x=6m的范圍內(nèi)，下列說法正確的是（　�。�

• A． 帶電小球由x=0運(yùn)動(dòng)到x=2m的過程中，電場(chǎng)力做0.2J的功
• B． 在x=0到x=2m的范圍內(nèi)，場(chǎng)強(qiáng)沿x方向的分量大小為100V/m，方向沿+x方向
• C． 在x=2m到x=6m的范圍內(nèi)，場(chǎng)強(qiáng)沿x方向的分量大小為200V/m，方向沿+x方向
• D． 帶電小球由石x=2m運(yùn)動(dòng)到x=6m，經(jīng)歷的時(shí)間為4s

Answer 1

分析 電場(chǎng)力做功，導(dǎo)致電勢(shì)能變化．電場(chǎng)力做多少功，則電勢(shì)能變化多少．電場(chǎng)力做正功，則電勢(shì)能減��；若電場(chǎng)力做負(fù)功，則電勢(shì)能增大．根據(jù)$E=\frac{F}{q}$，可知電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，并由電場(chǎng)力的方向來確定其方向．

解答 解：A、帶電小球由x=0運(yùn)動(dòng)到x=2m的過程中，電勢(shì)能增加0.2J，則電場(chǎng)力做負(fù)功為0.2J，故A錯(cuò)誤；
B、在x=0m到x=2m的范圍內(nèi)，可知：圖象直線的斜率為電量所受的電場(chǎng)力，則有電場(chǎng)力恒定，從而根據(jù)$E=\frac{F}{q}$，可知電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E=$\frac{\frac{0.2}{2}}{0.01}$=100V/m，而電場(chǎng)力做負(fù)功，又由于帶正電，所以場(chǎng)強(qiáng)沿x方向的分量方向沿-x方向，故B錯(cuò)誤；
C、在x=2m到x=6m的范圍內(nèi)，可知：圖象直線的斜率為電量所受的電場(chǎng)力，則有電場(chǎng)力恒定，從而根據(jù)$E=\frac{F}{q}$，可知電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為，E=50V/m，而電場(chǎng)力做正功，又由于帶正電，所以場(chǎng)強(qiáng)沿x方向的分量方向沿+x方向，故C錯(cuò)誤；
D、由圖知斜率$\frac{△{E}_{P}}{△x}$是定值，x=2m運(yùn)動(dòng)到x=6m過程電場(chǎng)力F=$\frac{△{E}_{P}}{△x}$=$\frac{0.2}{4}$=0.05N，根據(jù)a=$\frac{F}{m}$知加速度為a=$\frac{F}{m}$=$\frac{0.05}{0.1}$=0.5m/s²，由△x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$知t=$\sqrt{\frac{2×4}{0.5}}$=4s，故D正確；
故選：D

點(diǎn)評(píng) 考查電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系，同時(shí)讓學(xué)生知道電勢(shì)能與位移的圖象的斜率為電場(chǎng)力大小，并由電場(chǎng)力做功與帶電性，可確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向．