题目内容
12.在光滑的水平面内有沿x轴的静电场,其电势φ随坐标x的变化图线如图所示(x1>x4-x3).一质量为m,带电量为q的带正电小球(可视为质点)从O点以初速度v0沿x轴正向移动.下列叙述正确的是( )A. | 若小球能运动到x1处,则该过程小球做匀减速直线运动 | |
B. | 带电小球从x1运动到x3的过程中,电势能先减小后增大 | |
C. | 若该小球能运动到x4处,则初速度v0至少为2$\sqrt{\frac{q{φ}_{0}}{m}}$ | |
D. | 若v0为2$\sqrt{\frac{q{φ}_{0}}{m}}$,带电粒子在运动过程中的最大速度为$\sqrt{\frac{6q{φ}_{0}}{m}}$ |
分析 电势φ-x图象的斜率等于电场强度,由数学知识分析场强E的变化,由F=qE分析电场力的变化.根据正电荷在电势高处电势能大,分析电势能的变化.
若小球能运动到x1处,初速度v0最小,根据动能定理求解最小初速度.若v0为v0为2$\sqrt{\frac{q{φ}_{0}}{m}}$,当带电粒子运动到x3处时,电场力做正功最大,粒子的速度最大,根据动能定理求解最大速度.
解答 解:A、由E=$\frac{U}{d}$知,φ-x图象的斜率等于电场强度,则可知小球从O运动到x1的过程中,场强不变,粒子所受电场力保持不变,电势升高,场强沿x轴负方向,电场力沿x轴负方向,则小球所受的电场力方向与速度方向相反,小球做匀减速直线运动.故A正确.
B、正电荷在电势高处电势能处大,小球从x1运动到x3的过程中,电势不断降低,则正电荷的电势能不断减少.故B错误.
C、若小球能运动恰好运动到x1处,初速度v0最小,从x=0到x1处,根据动能定理得:
-qφ0=0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$,得:v0=$\sqrt{\frac{2q{φ}_{0}}{m}}$.故C错误.
D、当带电粒子运动到x3处时,电场力做正功最大,粒子的速度最大,从x=0到x3处,根据动能定理得:
qφ0=$\frac{1}{2}m{v}_{m}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$,由题意,v0=2$\sqrt{\frac{q{φ}_{0}}{m}}$,得最大速度为:vm=$\sqrt{\frac{6q{φ}_{0}}{m}}$.故D正确.
故选:AD
点评 本题关键要抓住φ-x图象的斜率等于电场强度,分析电场力变化情况,由电势与电势能的变化,判断电势能的变化.根据电场力做功情况,分析粒子运动到什么位置速度最大,由动能定理求解最大速度.
A. | b点场强大于d点场强 | |
B. | b点电势小于e点电势 | |
C. | 试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能 | |
D. | a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差 |
A. | 粒子必定带负电荷 | |
B. | 由于M点没有电场线,粒子在M点不受电场力的作用 | |
C. | 粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度 | |
D. | 粒子在M点的动能小于在N点的动能 |
A. | a对b的作用力大小减小 | B. | a对b的作用力大小增大 | ||
C. | OQ面板对b的支持力大小不变 | D. | OQ面板对b的支持力大小增大 |
A. | 在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度 | |
B. | 玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率 | |
C. | 在入射角逐渐减小的过程中,屏上b光先消失 | |
D. | a、b两光叠加后能形成稳定的干涉图样 | |
E. | 分别通过同一双缝干涉装置,a光形成的相邻亮条纹间距大 |