Question

12．如圖甲所示，兩個(gè)點(diǎn)電荷Q₁、Q₂固定在x軸上的兩點(diǎn)，其中Q₁位于原點(diǎn)O，a、b是它們的連線延長(zhǎng)線上的兩點(diǎn)．現(xiàn)有一帶正電的粒子q以一定的初速度沿x軸從a點(diǎn)開始經(jīng)b點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)（粒子只受電場(chǎng)力作用），設(shè)粒子經(jīng)過a，b兩點(diǎn)時(shí)的速度分別為v_a、v_b，其速度隨坐標(biāo)x變化的圖象如圖乙所示，則以下判斷正確的是（　　）

• A． 粒子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)電場(chǎng)力先做負(fù)功，后做正功
• B． Q₂帶負(fù)電且|Q₂|＜|Q₁|
• C． a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的電勢(shì)高
• D． 粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的電勢(shì)能大

Answer 1

分析 在b點(diǎn)前做減速運(yùn)動(dòng)，b點(diǎn)后做加速運(yùn)動(dòng)，可見b點(diǎn)的加速度為0，則在b點(diǎn)受到兩點(diǎn)電荷的電場(chǎng)力平衡，從而可得出Q₂的電性．可通過電場(chǎng)力做功正確判斷電勢(shì)能的變化．

解答 解：A、由乙圖知，粒子從a到b點(diǎn)做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理可知，故電場(chǎng)力一直做負(fù)功．故A錯(cuò)誤；
B、在b點(diǎn)前做減速運(yùn)動(dòng)，b點(diǎn)后做加速運(yùn)動(dòng)，可見在b點(diǎn)的加速度為0，則在b點(diǎn)受到兩點(diǎn)電荷的電場(chǎng)力平衡，可知Q₂帶負(fù)電，由于兩個(gè)點(diǎn)電荷在b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，由
點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式E=k$\frac{Q}{{r}^{2}}$知，|Q₂|＜|Q₁|．故B正確；
C、該電荷從a點(diǎn)到b點(diǎn)，做減速運(yùn)動(dòng)，且該電荷為正電荷，電場(chǎng)力做負(fù)功，所以電勢(shì)能增大，電勢(shì)升高，所以b點(diǎn)電勢(shì)較高．故C錯(cuò)誤；
D、粒子從a到b，速度減小，電場(chǎng)力做負(fù)功，故電勢(shì)能增大，粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比b點(diǎn)的電勢(shì)能小，故D錯(cuò)誤．
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵以b點(diǎn)的加速度為突破口，根據(jù)庫(kù)侖定律得到Q₁和Q₂的電量關(guān)系．以及知道電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能的關(guān)系．