问题 选择题

静电场方向平行于x轴,其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线.一质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力),以初速度v0从O点(x=0)进入电场,沿x轴正方向运动.下列叙述正确的是(  )

A.粒子从O运动到x1的过程中速度逐渐减小

B.粒子从x1运动到x3的过程中,电势能先减小后增大

C.要使粒子能运动到x4处,粒子的初速度v0至少为2

qφ0
m

D.若v0=2

qφ0
m
,粒子在运动过程中的最大速度为
6qφ0
m

答案

A、粒子从O运动到x1的过程中,电势升高,场强方向沿x轴负方向,粒子所受的电场力方向也沿x轴负方向,粒子做减速运动.故A错误.

B、粒子从x1运动到x3的过程中,电势不断降低,根据正电荷在电势高处电势越大,可知,粒子的电势能不断减小.故B错误.

C、根据电场力和运动的对称性可知:粒子如能运动到x1处,就能到达x4处,当粒子恰好运动到x1处时,由动能定理得

q(0-φ0)=0-

1
2
m
v20
,解得,v0=
2qφ0
m
,要使粒子能运动到x4处,粒子的初速度v0至少为
2qφ0
m
.故C错误.

D、若v0=2

qφ0
m
,粒子运动到x3处电势能最小,动能最大,由动能定理得

q[0-(-φ0)]=

1
2
m
v2m
-
1
2
m
v20

解得最大速度为vm=

6qφ0
m
.故D正确.

故选D

单项选择题
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