Question

【题目】在一沿x方向的电场中放置一光滑绝缘水平桌面，沿桌面x轴方向电势分布如图中实线所示。有一质量、电量的带正电小球，以v0=2m/s的初速度在x0=-3m处沿x轴正方向运动。则小球从开始运动到动能最大时电场力所做的功为W，当小球速度为零时其位置坐标为X，则，选项全部正确的是( )

A. W=8×10-2J，X=0m

B. W=8×10-2J，X=3m

C. W=6×10-2J，X=3m

D. W=8×10-2J，X=4m

Answer 1

【答案】D

【解析】

x轴上从0到-5m电势升高，则电场方向沿x轴正方向．从0到5m电势升高，则电场方向沿x轴负方向．带正电小球在x0=-3m处沿x轴正方向运动，受到向右的电场力，电场力做正功，动能增加．从0点向右运动的过程中，电场力向左，电场力做负功，小球的动能减小，所以小球在0点动能最大．则小球从开始运动到动能最大时电场力所做的功为：W=qU=q（φ3-φ0）=2×10-6×[0-（-4）]J=0.08J；设小球速度为零时其位置坐标为x．根据动能定理得 q（φ3-φx）=0-mv02，可得 φx=4V，对应的位置为 x=4m；根据对称性知，小球速度为零时另一个位置坐标为-4m．故选D.