Question

12．有一靜電場(chǎng)，其電勢(shì)沿x軸正方向周期性變化，如圖所示．現(xiàn)將一電荷量為q，帶負(fù)電的粒子（重力不計(jì)）從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止釋放，電場(chǎng)中P、Q兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為1mm、4mm．則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 粒子沿x軸正方向一直向前運(yùn)動(dòng)
• B． 要想讓粒子一直向前運(yùn)動(dòng)，粒子從O點(diǎn)沿x軸正方向釋放的初動(dòng)能不能小于40q
• C． 粒子經(jīng)過(guò)P點(diǎn)與Q點(diǎn)時(shí)，電勢(shì)能相等，動(dòng)能不相等
• D． 粒子經(jīng)過(guò)P點(diǎn)與Q點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做功的功率相等

Answer 1

分析 根據(jù)順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低可判斷出電場(chǎng)線的方向，確定出粒子所受的電場(chǎng)力方向，分析其運(yùn)動(dòng)情況．φ-x圖象的斜率大小等于場(chǎng)強(qiáng)E．根據(jù)電勢(shì)關(guān)系，分析電勢(shì)能關(guān)系，由能量守恒定律判斷動(dòng)能的關(guān)系．由功率公式P=Fv分析電場(chǎng)力做功的功率關(guān)系．

解答 解：A、根據(jù)順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低可知，0-2mm內(nèi)，電場(chǎng)線沿x軸負(fù)方向，帶負(fù)電的粒子所受的電場(chǎng)力方向沿x軸正方向，做加速運(yùn)動(dòng)；在2-6mm內(nèi)電場(chǎng)線沿x軸正方向，粒子所受的電場(chǎng)力方向沿x負(fù)方向做減速運(yùn)動(dòng)，6mm處粒子的速度為零；然后粒子向左先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)．即在0-6mm間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)．故A錯(cuò)誤．
B、要想讓粒子一直向前運(yùn)動(dòng)，粒子到10mm處的速度要不等于零，設(shè)最小的初動(dòng)能為E_k，則由動(dòng)能定理得：0-E_k=q（-40-0），得E_k=40q．故B正確．
C、粒子經(jīng)過(guò)P點(diǎn)與Q點(diǎn)時(shí)，電勢(shì)相等，則電勢(shì)能相等，由能量守恒定律知，動(dòng)能相等，故C錯(cuò)誤．
D、φ-x圖象的斜率大小等于場(chǎng)強(qiáng)E，則知P、Q兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小不等，粒子經(jīng)過(guò)P點(diǎn)與Q點(diǎn)時(shí)，但電場(chǎng)力不同，速率相等，由P=Fv知，電場(chǎng)力做功的功率不等．故D錯(cuò)誤．
故選：B

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是抓住φ-x圖象的斜率大小等于場(chǎng)強(qiáng)E，由電勢(shì)的變化確定電場(chǎng)線方向，判斷粒子的運(yùn)動(dòng)情況．