Question

3．一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能E_P隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中0～x₂段是關(guān)于直線x=x₁對(duì)稱的曲線，x₂～x₃段是直線，則下列說法不正確的是（　�。�

• A． x₁處電場(chǎng)強(qiáng)度最小，但不為零
• B． 粒子在0～x₂段做勻變速運(yùn)動(dòng)，x₂～x₃段做勻速直線運(yùn)動(dòng)
• C． 在0、x₁、x₂、x₃處電勢(shì)φ₀、φ₁、φ₂、φ₃的關(guān)系為φ₃＞φ₂=φ₀＞φ₁
• D． x₂～x₃段是勻強(qiáng)電場(chǎng)

Answer 1

分析 根據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系：E_p=qφ，場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的關(guān)系：E=$\frac{△φ}{△x}$，結(jié)合分析圖象斜率與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系，即可求得x₁處的電場(chǎng)強(qiáng)度；根據(jù)能量守恒判斷速度的變化；由E_p=qφ，分析電勢(shì)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(yùn)動(dòng)性質(zhì)．根據(jù)斜率讀出場(chǎng)強(qiáng)的變化，由F=qE，分析電場(chǎng)力的變化．

解答 解：
A、根據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系：E_p=qφ，場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的關(guān)系：E=$\frac{△φ}{△x}$，得：E=$\frac{1}{q}$•$\frac{△{E}_{P}}{△x}$，
由數(shù)學(xué)知識(shí)可知E_p-x圖象切線的斜率等于$\frac{△{E}_{P}}{△x}$，x₁處切線斜率為零，則x₁處電場(chǎng)強(qiáng)度為零，故A錯(cuò)誤．
BD、由圖看出在0～x₁段圖象切線的斜率不斷減小，由上式知場(chǎng)強(qiáng)減小，粒子所受的電場(chǎng)力減小，加速度減小，做非勻變速運(yùn)動(dòng)．x₁～x₂段圖象切線的斜率不斷增大，場(chǎng)強(qiáng)增大，粒子所受的電場(chǎng)力增大，做非勻變速運(yùn)動(dòng)．x₂～x₃段斜率不變，場(chǎng)強(qiáng)不變，即電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向均不變，是勻強(qiáng)電場(chǎng)，粒子所受的電場(chǎng)力不變，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤，D正確；
C、根據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系：E_p=qφ，粒子帶負(fù)電，q＜0，則知：電勢(shì)能越大，粒子所在處的電勢(shì)越低，所以有：φ₁＞φ₂=φ₀＞φ₃，故C錯(cuò)誤．
本題選擇不正確的，故選：ABC．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵要分析圖象斜率的物理意義，判斷電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)的變化，再根據(jù)力學(xué)基本規(guī)律：牛頓第二定律進(jìn)行分析電荷的運(yùn)動(dòng)情況．