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2qφ0 m
D.若v0=2
,粒子在运动过程中的最大速度为qφ0 m 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-
m1 2
,解得,v0=v 20
,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.2qφ0 m
D、若v0=2
,粒子运动到x3处电势能最小,动能最大,由动能定理得qφ0 m
q[0-(-φ0)]=
m1 2
-v 2m
m1 2
,v 20
解得最大速度为vm=
.故D正确.6qφ0 m
故选D