问题
问答题
空间有一电场,在x轴上-x0到x0间电势φ随x的变化关系图象如图所示,图线关于φ轴对称.一质量为m、电荷量为+q的粒子仅受电场力作用,以沿+x方向的初速度v0,从x轴上的-x1点向右运动,粒子的运动一直在x轴上,到达原点0右侧最远处的坐标为x2,x2点与-x1点间的电势差为U21,则( )
A.x2>x0,U21=mv02 2q
B.x0>x2>x1,U21=mv02 2q
C.x2<x1,U21=-mv02 2q
D.x2→+∞,U21=-mv02 2q
答案
由于粒子初速度不为零,因此从-x1点加速到O点电场力做功W1大于从O点减速到x2点克服电场力所做的功W2,因此-x1点与O点之间的电势差小于x2点与O点的电势差,根据电势和x的变化关系图象可知x2>x1,由图知x0点处电势无穷大,因此有x0>x2>x1;
从x2点到-x1点过程中,依据动能定理得:U21q=
m1 2
-0,解得:U21=v 20
,故选项ACD错误,B正确.m v 20 2q
故选B.