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高中 | 电势差与电场强度的关系题目答案及解析如下,仅供参考!
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
空间中存在方向平行于$x$轴的电场,其电势$\varphi$随$x$的变化关系如图所示。一带电粒子沿$x$轴正方向、以速度大小$v_{0}$由$O$点射出,粒子运动到$c$点时的速度恰好为$0$,已知粒子仅受静电力作用。下列说法正确的是$(\qquad)$
电场强度大小恒定,且沿$x$轴负方向
","从$a$点到$b$点,粒子的电势能增加
","粒子在$b$点的速度大小为$\\dfrac{1}{2}v_{0}$
","粒子将在$O$、$c$两点间一直做往返运动
"]$\rm A$.$\varphi − x$图像斜率的绝对值为电场强度的大小,由题图可知电场强度大小恒定,沿电场强度方向电势降低,故电场强度沿$x$轴正方向,$\rm A$错误;
$\rm B$.电场强度沿$x$轴正方向,带电粒子从$O$点开始做匀减速运动至$c$点,由此可知带电粒子所受电场力沿$x$轴负方向,所以粒子带负电,负电荷所处位置的电势越小,其电势能就越大,粒子从从$a$点到$b$点,电势减小,电势能增加,$\rm B$正确;
$\rm C$.从$O$到$c$,由动能定理有$- 4\varphi_{1}q=0-\dfrac{1}{2}mv_{0}^{2}$
从$O$到$b$,由动能定理$- 2\varphi_{1}q=\dfrac{1}{2}mv_{b}^{2}-\dfrac{1}{2}mv_{0}^{2}$
联立解得$v_{b}=\dfrac{\sqrt{2}}{2}v_{0}$,$\rm C$错误;
$\rm D$.粒子从$O$点开始做匀减速运动至$c$点,然后由$c$点沿$x$轴负方向做匀加速直线运动,到$O$点时速度不为$0$,不会在$O$、$c$两点间一直做往返运动,$\rm D$错误。
故选:$\rm B$。
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