精英家教網(wǎng)在光滑的水平面內(nèi)有一沿x軸的靜電場,其電勢φ隨x坐標(biāo)值的變化圖線如圖所示.一質(zhì)量為m,帶電量為q的帶正電小球(可視為質(zhì)點)從O點以初速度v0沿x軸正向移動.下列敘述正確的是( 。
A、若小球能運動到x1處,則該過程小球所受電場力逐漸增大
B、帶電小球從x1運動到x3的過程中,電勢能先減小后增大
C、若該小球能運動到x4處,則初速度v0至少為2
qφ0
m
D、若v0為2
qφ0
m
,帶電粒子在運動過程中的最大速度為
6qφ0
m
分析:電勢φ-x圖象的斜率等于電場強度,由數(shù)學(xué)知識分析場強E的變化,由F=qE分析電場力的變化.根據(jù)正電荷在電勢高處電勢能大,分析電勢能的變化.
若小球能運動到x1處,初速度v0最小,根據(jù)動能定理求解最小初速度.若v0為2
qφ0
m
,當(dāng)帶電粒子運動到x3處時,電場力做正功最大,粒子的速度最大,根據(jù)動能定理求解最大速度.
解答:解:A、由E=
U
d
知,φ-x圖象的斜率等于電場強度,則可知小球從O運動到x1的過程中,場強不變,由F=qE知,粒子所受電場力保持不變.故A錯誤.
B、正電荷在電勢高處電勢處大,則小球從x1運動到x3的過程中,電勢不斷減少,正電荷的電勢能不斷減少.故B錯誤.
C、若小球能運動恰好運動到x1處,初速度v0最小,從x=0到x1處,根據(jù)動能定理得:
-qφ0=0-
1
2
m
v
2
0
,得:v0=
2qφ0
m
.故C錯誤.
D、當(dāng)帶電粒子運動到x3處時,電場力做正功最大,粒子的速度最大,從x=0到x3處,根據(jù)動能定理得:
  qφ0=
1
2
m
v
2
m
-
1
2
m
v
2
0
,
由題意,v0=2
qφ0
m
,得最大速度為:vm=
6qφ0
m
.故D正確.
故選:D
點評:本題關(guān)鍵要抓住φ-x圖象的斜率等于電場強度,分析電場力變化情況,由電勢與電勢能的變化,判斷電勢能的變化.根據(jù)電場力做功情況,分析粒子運動到什么位置速度最大,由動能定理求解最大速度.
練習(xí)冊系列答案
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精英家教網(wǎng)在光滑的水平面內(nèi)有一沿x軸的靜電場,其電勢Ф隨x坐標(biāo)值的變化圖線如圖所示.一質(zhì)量為m,帶電量為q的帶正電小球(可視為質(zhì)點)從O點以初速度v0沿x軸正向移動.下列敘述正確的是( 。

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A.若小球能運動到x1處,則該過程小球所受電場力逐漸增大

B.帶電小球從x1運動到x3的過程中,電勢能先減小后增大

C.若該小球能運動到x4處,則初速度v0至少為

D.若v0,帶電粒子在運動過程中的最大速度為

 

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A.若小球能運動到x1處,則該過程小球所受電場力逐漸增大

B.帶電小球從x1運動到x3的過程中,電勢能先減小后增大

C.若該小球能運動到x4處,則初速度v0至少為

D.若v0,帶電粒子在運動過程中的最大速度為

 

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A.若小球能運動到x1處,則該過程小球所受電場力逐漸增大

B.帶電小球從x1運動到x3的過程中,電勢能先減小后增大

C.若該小球能運動到x4處,則初速度v0至少為

D.若v0,帶電粒子在運動過程中的最大速度為

 

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