Question

一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能E_p随位移x变化的关系如图所示，其中0～x₂段是关于直线x=x₁对称的曲线，x₂～x₃段是直线，则下列说法正确的是（　　）

• A、x₁处电场强度最小，但不为零
• B、粒子在0～x₂段做匀变速运动，x₂～x₃段做匀速直线运动
• C、在0、x₁、x₂、x₃处电势φ₀、φ₁，φ₂，φ₃，的关系为φ₃＞φ₂=φ₀＞φ₁
• D、x₂～x₃段的电场强度大小方向均不变，为一定值

Answer 1

分析：根据电势能与电势的关系：E_p=qφ，场强与电势的关系：E=

△φ

△x

，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．

解答：解：
A、根据电势能与电势的关系：E_p=qφ，场强与电势的关系：E=

△φ

△x

，得：E=

1

q

?

△Ep

△x

．E_p-x图象切线的斜率等于

△Ep

△x

，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．
B、D：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：E_p=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＜φ₂=φ₀＜φ₁．故C错误．
故选：D．

点评：解决本题的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．