两电荷量分别为和的点电荷固定在x轴上的O、M两点,规定无穷远处为电势能零点,一带负电的试探电荷在x轴上各点具有的电势能随x变化关系如图所示,其中试探电荷在A、N两点的电势能为零,在ND段中C点电势能最大,则下列说法正确的是( )
A.为正电荷,为负电荷
B.电荷量小于的电荷量
C.将一正点电荷从N点移到D点,电场力先做负功后做正功
D.将一正点电荷从N点静止释放后会沿x轴正方向运动且到达C点时速度最大
D
【详解】
AB、由图知无穷远处的电势为能0,A点的电势能也为0,由于负电荷沿着x轴运动,电势能先为正值,后为负值,说明沿x轴电势升高,所以O点的电荷带负电,M点电荷带正电.由于A点距离O比较远而距离M比较近,所以电荷量大于的电荷量,故AB错误;
CD、由题可知,A、N两点的电势能为零,在这两点电势为零,由图可知负电荷由N到C电势能增加,而由C到D电势能减小,可知在C点左侧电场方向向右,C点右侧电场方向向左,则正点电荷从N点移到D点,电场力先做正功后做负功,则在C点时动能最大,即速度最大,故选项C错误,D正确.
【点睛】
根据顺着电场线方向电势降低,判断两个电荷的电性,根据A点距离O比较远而距离M比较近,确定电荷量的大小,分析电场力的方向判断电场力做功的正负.
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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