选择题6.0分
物理

14.一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动,其电势能随位移x变化的关系如图所示,其中0~段是关于直线对称的曲线,段是直线,则下列说法正确的是

A

处电场强度最小,但不为零

B

粒子在0~段做匀变速运动,段做匀速直线运动

C

在0、处的电势的关系为

D

段的电场强度大小方向均不变

正确答案及相关解析

正确答案

D

解析

A.根据电势能与电势的关系:Ep=qφ,场强与电势的关系:,得:,Ep-x图象切线的斜率等于,根据数学知识可知,x1处切线斜率为零,则x1处电场强度为零,故A错误; BD:由图看出在0~x1段图象切线的斜率不断减小,由上式知场强减小,粒子所受的电场力减小,加速度减小,做非匀变速运动.x1~x2段图象切线的斜率不断增大,场强增大,粒子所受的电场力增大,做非匀变速运动.x2~x3段斜率不变,场强不变,即电场强度大小和方向均不变,粒子所受的电场力不变,做匀变速直线运动,故B错误,D正确; C.根据电势能与电势的关系:Ep=qφ,粒子带负电,q<0,则知:电势能越大,粒子所在处的电势越低,所以有:φ3<φ20<φ1,故C错误.

故本题选:D

考查方向

本题考查了电势、电势能等知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与场强、电场力的功、动能定理等知识点交汇命题.

解题思路

根据电势能与电势的关系:Ep=qφ,场强与电势的关系:,结合分析图象斜率与场强的关系,即可求得原点O处的电场强度;速度根据能量守恒判断; 根据斜率读出场强的变化,由F=qE,分析电场力的变化,由牛顿第二定律判断加速度的变化,即可分析粒子的运动性质.

易错点

关键要分析图象斜率的物理意义,判断电势和场强的变化,再根据力学基本规律:牛顿第二定律进行分析.