空间存在一静电场,x轴上各点电势随x变化的情况如图所示。若在-x0处由静止释放一带负电的粒子,该粒子仅在电场力的作用下运动到x0的过程中,下列关于带电粒子的a-t图线,v-t图线,Ek-t图线,Ep-t图线正确的是( )
A. B.
C. D.
B
【解析】
AB、由图可知,图像的斜率表示电场强度,从到的过程中电场强度先减小后增大,受到沿x轴正方向的电场力先减小后增大,粒子的加速度也是先减小后增大,在位置加速度为零;粒子在运动过程中,粒子做加速度运动,速度越来越大,先增加得越来越慢,后增加得越来越快,故B正确,A错误;
C、粒子在运动过程中,受到沿x轴正方向的电场力先减小后增大,根据动能定理可知图像的斜率先变小再变大,在位置的斜率为零,故C错误;
D、由于粒子带负电,根据电势能可知,变化规律与变化规律相反,故D错误;
图线正确的是选B。
电场的能的性质:
电场力做功的特点在电场中移动电荷时,电场力对电荷做的功只与电荷的起始位置和终止位置有关,而与电荷的运动路径无关。这一点与重力做功的情况类似。沿任一闭合路径移动一周,电场力所做的总功为零。
电势高低的比较方法:
(1)根据电场线或等势面判断。沿电场线方向,电势越来越低,电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面。
(2)利用电势差的正负判断。判断出的正负,再由比较的大小。若,则;则
(3)利用场源电荷判断。取无穷远处为零电势点,正电荷周围电势为正值,且离正电荷近处电势高;负电荷周围电势为负值,且离负电荷近处电势低。点电荷电场中某固定点的电势与场源电荷的电性及电荷量有关。场源电荷带正电时,电荷量越大.该点电势越高;场源电荷带负电时则相反。
(4)利用电势叠加判断。苦有多个场源电荷时,每个场源电荷产生的电场中的电势已知或易于判断,可将每个电场的电势先判断后叠加从而得到总电势。
(5)根据电场力做功来判断。正电荷在电场力作用下移动时,电场力做正功,电荷由高电势处移向低电势处;正电荷克服电场力做功,电荷由低电势处移向高电势处。对于负电荷,情况正好相反。
(6)根据电势能判断。正电荷在电势高处电势能较大,负电荷在电势低处电势能较大。
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