Question

【题目】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Ep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.x2～x3段电场强度大小方向均不变，为一定值
C.粒子在0～x2段做匀变速运动，x2～x3段做匀速直线运动
D.在0、x1、x2、x3处电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为φ3＞φ2=φ0＞φ1

Answer 1

【答案】B
【解析】解：A、根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，场强与电势的关系：E= ，得：E= ，由数学知识可知Ep﹣x图象切线的斜率等于 ，x1处切线斜率为零，则x1处电场强度为零，故A错误；

B、C、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，是匀强电场，粒子所受的电场力不变，做匀变速直线运动；故B正确，C错误；

D、0与x2处电势能相等，根据Ep=qφ可知0与x2处电势φ0、φ2的关系为φ0=φ2，x1处电势能最小，因放置的负电荷，故电势最高，同理可知，x3处电势最小，即φ1＞φ2=φ0＞φ3，故D错误．

故选：B．

根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，场强与电势的关系：E= ，结合分析图象斜率与场强的关系，即可求得x1处的电场强度；根据能量守恒判断速度的变化；由Ep=qφ，分析电势的高低．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．根据斜率读出场强的变化，由F=qE，分析电场力的变化，从而明确其运动过程的变化．