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在两个等量点电荷形成的电场中,一带负电的粒子仅在电场力作用下从x1处沿x轴负方向运动.粒子质量为m,初速度大小为v0,其电势能Ep随坐标x变化的关系如图所示,图线关于纵轴左右对称
题目详情
在两个等量点电荷形成的电场中,一带负电的粒子仅在电场力作用下从x1处沿x轴负方向运动.粒子质量为m,初速度大小为v0,其电势能Ep随坐标x变化的关系如图所示,图线关于纵轴左右对称,以无穷远处为零电势能点,粒子在原点O处电势能为E0,在x1处电势能为E1,则下列说法中正确的是( )
A.坐标原点O处电场强度为零
B.粒子经过x1、-x1处速度相同
C.由x1运动到O过程加速度一直减小
D.若粒子能够一直沿x轴负方向运动,一定有v0<
A.坐标原点O处电场强度为零
B.粒子经过x1、-x1处速度相同
C.由x1运动到O过程加速度一直减小
D.若粒子能够一直沿x轴负方向运动,一定有v0<
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▼优质解答
答案和解析
A、根据电势能与电势的关系Ep=qφ,场强与电势的关系E=
,得 E=
•
.Ep-x图象切线的斜率等于
,根据数学知识可知,坐标原点O处切线斜率为零,则坐标原点O处电场强度为零,故A正确.
B、由图看出,x1、-x1两处的电势能相等,根据能量守恒定律得知,粒子经过x1、-x1处动能相等,则速度相同,故B正确.
C、由x1运动到O过程,根据数学知识可知,图线的斜率先减小后增大,说明场强先减小后增大,由F=qE知,粒子所受的电场力先减小后增大,根据牛顿第二定律得知,加速度先减小后增大,故C错误.
D、根据公式Ep=qφ,可知,该粒子带负电,从x1处到-x1处,电势先降低后升高,电场方向先沿x轴负方向后沿x轴正方向,电场力先沿x轴正方向后沿x轴负方向,粒子只要能通过原点O,就能一直沿x轴运动,设粒子恰好能到达原点O时的速度为v,则根据能量守恒定律得:
mv2=E0-E1,v=
当v0>v时,即v0>
,粒子能够一直沿x轴负方向运动,故D错误.
故选:AB.
△φ |
△x |
1 |
q |
△Eq |
△x |
△Eq |
△x |
B、由图看出,x1、-x1两处的电势能相等,根据能量守恒定律得知,粒子经过x1、-x1处动能相等,则速度相同,故B正确.
C、由x1运动到O过程,根据数学知识可知,图线的斜率先减小后增大,说明场强先减小后增大,由F=qE知,粒子所受的电场力先减小后增大,根据牛顿第二定律得知,加速度先减小后增大,故C错误.
D、根据公式Ep=qφ,可知,该粒子带负电,从x1处到-x1处,电势先降低后升高,电场方向先沿x轴负方向后沿x轴正方向,电场力先沿x轴正方向后沿x轴负方向,粒子只要能通过原点O,就能一直沿x轴运动,设粒子恰好能到达原点O时的速度为v,则根据能量守恒定律得:
1 |
2 |
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当v0>v时,即v0>
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故选:AB.
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