题目内容

15.空间存在一电场,一带负电的粒子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动,其电势能Ep随坐标x变化的关系如图所示,则下列说法中正确的是(  )
A.坐标原点O处电场强度最大
B.坐标原点O处电势高于x1处电势
C.粒子经过-x1、x1处加速度方向相同
D.由-x1运动到O过程加速度先增大后减小

分析 根据电势能与电势的关系:Ep=qφ,场强与电势的关系:E=$\frac{△φ}{△x}$,结合分析图象的斜率与场强的关系,即可求得原点O处的电场强度大小;由图直接读出电势能的关系.
根据斜率读出场强的变化,由F=qE,分析电场力的变化,由牛顿第二定律判断加速度的变化.

解答 解:A、根据电势能与电势的关系:Ep=qφ,场强与电势的关系:E=$\frac{△φ}{△x}$,可得:E=$\frac{1}{q}$•$\frac{△{E}_{p}}{△x}$.Ep-x图象切线的斜率等于$\frac{△{E}_{p}}{△x}$,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错误.
B、由图看出,负电荷在原点的电势能大于x1处的电势能,由Ep=-qφ知,原点O处电势低于x1处电势,故B错误.
C、-x1、x1处图象的斜率一正一负,说明场强方向相反,则电场力方向相反,加速度相反,故C错误.
D、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,说明场强先增大后减小,由F=qE知,粒子所受的电场力先增大后减小,根据牛顿第二定律得知,加速度先增大后减小,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,再根据牛顿第二定律行分析.

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