Question

14．如圖甲所示，Q₁、Q₂是兩個(gè)固定的點(diǎn)電荷，其中Q₁帶正電．在它們連線的延長(zhǎng)線上有a、b兩點(diǎn)，一帶正電的試探電荷僅在庫(kù)侖力作用下以初速度v_a從a點(diǎn)沿直線ab向右運(yùn)動(dòng)，到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度為v_b，然后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，整個(gè)過(guò)程中的v-t圖象如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是（　�。� 

• A． 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，粒子的電勢(shì)能先減小后增大
• B． b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零，電勢(shì)不一定為零
• C． Q₁的電量一定小于Q₂的電量
• D． Q₁、Q₂一定是同種電荷

Answer 1

分析 速度時(shí)間圖線上每一點(diǎn)切線的斜率表示瞬時(shí)加速度，可見(jiàn)粒子經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)的加速度為0．從而知道b點(diǎn)的電場(chǎng)力及電場(chǎng)強(qiáng)度．通過(guò)B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)可以分析出兩個(gè)點(diǎn)電荷電量的大小．通過(guò)能量守恒判斷電勢(shì)能的變化．

解答 解：A、整個(gè)過(guò)程動(dòng)能先減小后增大，根據(jù)能量守恒電勢(shì)能知粒子的先增大后減小，故A錯(cuò)誤；
B、由上分析知b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零，但電勢(shì)是相對(duì)的，電勢(shì)零點(diǎn)可人為選擇，所以電勢(shì)不一定為零．故B正確．
C、b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，可見(jiàn)在b點(diǎn)兩點(diǎn)電荷對(duì)帶電粒子的電場(chǎng)力相等，根據(jù)庫(kù)侖定律F=k$\frac{{q}_{1}{q}_{2}}{{r}^{2}}$，知b到Q₁的距離大于到Q₂的距離，所以Q₁的電量大于Q₂的電量，故C錯(cuò)誤；
D、從速度圖象上看出，粒子從a到b做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，在b點(diǎn)時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)的加速度為零，則粒子在b點(diǎn)所受的電場(chǎng)力為零，所以該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零．Q₁對(duì)正電荷的電場(chǎng)力向右，則Q₂對(duì)粒子的電場(chǎng)力向左，所以Q₂帶負(fù)電．故D錯(cuò)誤．
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵根據(jù)圖象b點(diǎn)的加速度為0，根據(jù)這一突破口，從而判斷Q₂的電性及Q₁和Q₂的電量大�。畬�(duì)于電勢(shì)能往往根據(jù)能量守恒定律分析．