Question

【題目】靜電場(chǎng)方向平行于x軸，將一電荷量為的帶電粒子在處由靜止釋放，粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能EP隨x的變化關(guān)系如圖所示。若規(guī)定x軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度E、加速度a的正方向，四幅示意圖分別表示電勢(shì) 隨x的分布、場(chǎng)強(qiáng)E隨x的分布、粒子的加速度a隨x的變化關(guān)系和粒子的動(dòng)能Ek隨x的變化關(guān)系，其中正確的是

A. B.

C. D.

Answer 1

【答案】D

【解析】

根據(jù)電勢(shì)能和電勢(shì)的關(guān)系確定φ-x圖象，而在φ-x圖象的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，判斷出場(chǎng)強(qiáng)的大小，由牛頓第二定律F=qE=ma判斷出加速度的變化，由v=v0+at判斷出速度的變化，根據(jù)動(dòng)能定理判斷出動(dòng)能的變化。

A、根據(jù)EP=φq可知，由于粒子帶負(fù)電，則可知，電勢(shì)的變化應(yīng)與圖中方向相反，故φ-x圖象應(yīng)為與EP-x形狀對(duì)稱的圖象；故A錯(cuò)誤；

B、φ-x圖象的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低，則知在x=0的左側(cè)，存在向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，x=0右側(cè)存在向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，故B 錯(cuò)誤；

C、根據(jù)牛頓第二定律知 qE=ma，粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度不變，由于粒子帶負(fù)電，粒子的加速度在x=0左側(cè)加速度為正值，大小不變，在x=0右側(cè)加速度為負(fù)值，且大小不變，故C錯(cuò)誤；

D、在x=0左側(cè)粒子根據(jù)動(dòng)能定理qEx=Ek2，在x=0的右側(cè)，根據(jù)動(dòng)能定理可得-qEx=Ek′-Ek，故給出的圖象正確，故D正確。

故選：D。