题目内容
4.在空间存在一电场,沿x轴正方向其电势φ的变化如图所示.电子仅在电场的作用下从O点以初速度v0沿x轴正方向射出,沿直线依次通过a、b、c、d四点.则下列关子电子运动的描述正确的是( )A. | ab段的电场线方向不一定沿x轴 | |
B. | 在Oa间电子做匀加速直线运动 | |
C. | 电子在cd间运动过程中电勢能一直减小 | |
D. | 要使电子能到达无穷远处,粒子的初速度v0至少为$\sqrt{\frac{2e{φ}_{0}}{m}}$ |
分析 根据图象分析电势的变化情况,图线的切线斜率等于电场强度,从而可分析场强的变化情况,进一步分析电场力的变化情况,即可判断电子的运动情况.根据电场力做功情况,判断电势能的变化情况.
解答 解:A、电子仅在电场的作用下从O点以初速度v0沿x轴正方向射出,沿直线依次通过a、b、c、d四点,电子只能做匀速直线运动或变速直线运动,ab段的电势降低,说明电子做变速直线运动,且电场力的方向不变,场强方向不变,即ab段的电场线方向一定沿x轴,故A错误;
B、由图知oa间的电势不变,则oa间的电场强度为零,电子不受电场力,做匀速直线运动,故B错误;
C、电子在cd间运动时电子受到的电场力做负功,的电势能一定增大,故C错误;
D、由于电子在Od运动时电场力做负功,所以其电势能增大,动能减小;电场力做功:W=-e•△φ=-eφ0,所以要使电子能到达无穷远处,由动能定理得:W=0-$\frac{1}{2}$mv02,所以粒子的初速度v0至少为$\sqrt{\frac{2e{φ}_{0}}{m}}$,故D正确.
故选:D.
点评 解决本题的关键要分析图象斜率的物理意义,判断电势和场强的变化,再根据电场力做功与电势能的变化的关系进行判断.
练习册系列答案
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A. | 环能摆到右侧同一高度 | |
B. | 环第一次摆到最低点所用的时间大于$\frac{π}{2}\sqrt{\frac{L+R}{g}}$ | |
C. | 环在运动中所受安培力始终沿竖直方向 | |
D. | 环在运动中所受安培力的方向始终与速度方向相反 |
20.如图所示,A、B为两个挨得很近的小球(可视为质点),并列放于倾角为θ的光滑斜面上,斜面足够长.现将B球由静止释放,同时将A球以速度v0水平抛出,A球落于斜面上的P点(图中未标出).已知重力加速度为g,则A、B两球到达P点的时间差为( )
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