高中 | 电势差与电场强度的关系 题目答案及解析

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选修3-1

第一章 静电场

1.6 电势差与电场强度的关系

电势差与电场强度的关系

某电场中$x$轴上电场强度$E$$x$变化的关系如图所示,设$x$轴正方向为电场强度的正方向。一带电荷量为$q$的粒子从坐标原点$O$沿$x$轴正方向运动,结果粒子刚好能运动到$x=3x_{0}$ 处。假设粒子仅受电场力作用,$E_{0}$$x_{0}$已知,则下列说法正确的是$(\qquad)$

["

粒子一定带正电

","

粒子的初动能大小为$qE_{0}x_{0}$

","

粒子沿$x$轴正方向运动过程中最大动能为$2qE_{0}x_{0}$

","

粒子沿$x$轴正方向运动过程中电势能先增大后减小

"]
[["AC"]]

$\rm AD$.如果先做负功后做正功,粒子不可能在$3x_{0}$处静止,所以只有先做正功后做负功,电势能先减小后增大,粒子仅受电场力作用,故粒子一定带正电,$\rm A$正确,$\rm D$错误;

$\rm B$.因为电场强度是均匀减小的,$0∼x_{0}$过程中平均电场强度为$\dfrac{1}{2}E_{0}$$x_{0}∼3x_{0}$过程中平均电场强度为$E_{0}$,故根据动能定理可得$\dfrac{1}{2}E_{0}qx_{0}-E_{0}q \cdot 2x_{0}=0-E_{\text{k0}}$

解得初动能$E_{{k0}}=\dfrac{3}{2}qE_{0}x_{0}$$\rm B$错误;

$\rm C$.在$0∼x_{0}$过程中电场力做正功,所以在$x_{0}$处动能最大,最大为$E_{m}=E_{{k0}}+\dfrac{1}{2}E_{0}qx_{0}=2E_{0}qx_{0}$$\rm C$正确。

故选:$\rm AC$

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