Question

【題目】空間存在某靜電場，在x軸上各點(diǎn)的場強(qiáng)E隨坐標(biāo)x的分布規(guī)律如圖所示，規(guī)定x軸的正方向?yàn)殡妶鰪?qiáng)度E的正方向。一個(gè)帶電粒子在x軸上以x=0點(diǎn)為對(duì)稱中心做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。已知粒子僅受電場力作用，運(yùn)動(dòng)中電勢(shì)能和動(dòng)能的總和為A，且x=0處，電勢(shì)為零。則

A. 該粒子一定帶負(fù)電

B. 該粒子在x=0點(diǎn)兩側(cè)分別做勻變速直線運(yùn)動(dòng)

C. x=x0處的電勢(shì)為

D. 若該粒子帶電量的絕對(duì)值為q，則粒子運(yùn)動(dòng)區(qū)間為

Answer 1

【答案】ACD

【解析】

由圖像可知在O點(diǎn)右側(cè)的電場線水平向右，在O點(diǎn)左側(cè)的電場線水平向左，假設(shè)粒子帶正電，則粒子在O點(diǎn)右側(cè)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)一直做加速運(yùn)動(dòng)因此不會(huì)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此粒子不可能帶正電，當(dāng)粒子帶負(fù)電時(shí)向右側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)，減速到零反向加速過O點(diǎn)后繼續(xù)減速運(yùn)動(dòng)，做的時(shí)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此粒子帶負(fù)電，A正確；

由圖像可知該電場不是勻強(qiáng)電場，粒子的受力會(huì)發(fā)生變化，因此不做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；

圖像的面積為電勢(shì)差，沿著電場線方向電勢(shì)降低，因此得，C正確；

粒子的總能量為A，且O點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則O點(diǎn)的動(dòng)能為A，粒子向x軸正向運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)距離時(shí)速度為零，能量轉(zhuǎn)化為該點(diǎn)的電勢(shì)能，由能量守恒可知得 ，故D正確。