两带电量均为+Q的点电荷分别固定于x轴上的-2x0和2x0处,将一带+q的试探电荷从-x0处由静止释放,试探电荷只受电场力的作用,从x轴上的-x0到x0的过程中,场强E、试探电荷的加速度a、速度v、电势能Ep等随x坐标的变化图象大致正确的是(E、a、v选x轴正向为正方向,无穷远处为零电势能点)
A. B.
C. D.
AC
【详解】
A.等量同种电荷的连线上场强在-x0~0段方向向右(为正),大小逐渐减小到零;0~x0段场强方向向左(为负),大小逐渐增大,其中原点的场强为零;故A正确;
B.正的试探电荷受电场力方向与场强E的方向相同,由牛顿第二定律可知,正的试探电荷所受的合力、加速度的变化与场强的图象完全相同;故B错误.
C.正的试探电荷在-x0~0段电场力做正功,做加速度逐渐减小的加速运动,在0~x0段电场力做负功,做加速度逐渐增大的减速运动,而x=0时场强为零,加速度为零速度最大;故C正确.
D.在-x0~0段电场力做正功,电势能逐渐减小;在0~x0段电场力做负功,电势能逐渐增大;但无穷远处为零电势能点,故x=0处的电势能不为零;故D图象错误.
电场:
电场力做功的计算方法:
(1)由功的定义式计算,此公式只适用于匀强电场中,可变形为式中x为电荷初、末位置在场强方向上的位移。
(2)依据计算,对任何电场都适用。对于的符号有两种处理方法:
①将的绝对值代入中计算,得电场力做功的绝对值,再根据电场力方向、位移方向来判定功的正负,或南其他方法判定功的正负。
②直接将的数值及符号代入中计算。计算结果直接表明电场力做功的多少及做功的正负。当时,;否则
(3)根据电场力做功与电势能变化量的关系,即。其中,对任何电场都适用。
(4)由动能定理计算,。此方法对任何电场、任何形式的运动都适用。
电场力与静电力:
(1)人们很早就已经发现,带同种电荷的物体相互排斥,带异种电荷的物体相互吸引,这种带电体之间或电荷之间的相互吸引或排斥的力就叫静电力。静电力也叫库仑力,其实质是电场力。
(2)电场对放入其中的电荷的作用力叫做电场力,电场力的施力物体是电场,受力物体是放入其中的电荷。
①电场力的大小既与电荷本身所带电荷量有关,又与电荷所在处的场强有关。由,得,即电场力的大小等于电荷本身所带电荷量与所在处场强的乘积。
②电场力的方向:正电荷所受电场力方向与所在处场强方向相同;负电荷所受电场力方向与所在处场强方向相反。
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