专题五 带电粒子(带电体)在电场中运动的综合问题
突破1 电场中的图象问题
1.一带负电粒子在电场中仅受静电力作用沿x轴正方向做直线运动的vt图象如图所示,起始点O为坐标原点,下列关于电势φ、粒子的动能Ek、电场强度E、粒子加速度a与位移x的关系图象中可能合理的是( C )
解析:由vt图象可知速度减小,且加速度逐渐减小,电场力做负功,动能逐渐减小,而电场强度E==,所以沿+x方向场强逐渐减小,则电势不是均匀减小,所以A、B、D错误,C可能合理.
2.(多选)沿电场中某条直线电场线方向建立x轴,该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图所示,坐标点0、x1、x2和x3分别与x轴上O、A、B、C四点相对应,相邻两点间距相等.一个带正电的粒子从O点由静止释放,运动到A点的动能为Ek,仅考虑电场力作用,则( CD )
A.从O点到C点,电势先升高后降低
B.粒子先做匀加速运动,后做变加速运动
C.粒子在AB段电势能变化量大于BC段的电势能变化量
D.粒子运动到C点时动能小于3Ek
解析:沿x轴正方向,场强方向不变,带正电粒子沿x轴正方向运动,表示场强沿x轴正方向,电势降低,A错误;由于场强在改变,所以电场力变化,加速度也在变化,B错误;由Ex图象可知,AB段电势差大于BC段电势差,所以C正确;由于UAC<2UOA,根据动能定理q(UOA+UAC)=EkC,已知qUOA=Ek,所以EkC<3Ek,D正确.