Question

12．有一靜電場，其電勢沿x軸正方向周期性變化，如圖所示．現(xiàn)將一電荷量為q，帶負電的粒子（重力不計）從坐標原點O由靜止釋放，電場中P、Q兩點的坐標分別為1mm、4mm．則下列說法正確的是（　�。�

• A． 粒子沿x軸正方向一直向前運動
• B． 要想讓粒子一直向前運動，粒子從O點沿x軸正方向釋放的初動能不能小于40q
• C． 粒子經(jīng)過P點與Q點時，電勢能相等，動能不相等
• D． 粒子經(jīng)過P點與Q點時，電場力做功的功率相等

Answer 1

分析 根據(jù)順著電場線方向電勢降低可判斷出電場線的方向，確定出粒子所受的電場力方向，分析其運動情況．φ-x圖象的斜率大小等于場強E．根據(jù)電勢關(guān)系，分析電勢能關(guān)系，由能量守恒定律判斷動能的關(guān)系．由功率公式P=Fv分析電場力做功的功率關(guān)系．

解答 解：A、根據(jù)順著電場線方向電勢降低可知，0-2mm內(nèi)，電場線沿x軸負方向，帶負電的粒子所受的電場力方向沿x軸正方向，做加速運動；在2-6mm內(nèi)電場線沿x軸正方向，粒子所受的電場力方向沿x負方向做減速運動，6mm處粒子的速度為零；然后粒子向左先做加速運動后做減速運動．即在0-6mm間做往復(fù)運動．故A錯誤．
B、要想讓粒子一直向前運動，粒子到10mm處的速度要不等于零，設(shè)最小的初動能為E_k，則由動能定理得：0-E_k=q（-40-0），得E_k=40q．故B正確．
C、粒子經(jīng)過P點與Q點時，電勢相等，則電勢能相等，由能量守恒定律知，動能相等，故C錯誤．
D、φ-x圖象的斜率大小等于場強E，則知P、Q兩點的場強大小不等，粒子經(jīng)過P點與Q點時，但電場力不同，速率相等，由P=Fv知，電場力做功的功率不等．故D錯誤．
故選：B

點評 本題關(guān)鍵是抓住φ-x圖象的斜率大小等于場強E，由電勢的變化確定電場線方向，判斷粒子的運動情況．