Question

12．如图甲所示，Q₁、Q₂为两个被固定的点电荷，其中Q₁带负电，a、b两点在它们连线的延长线上．现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动（粒子只受电场力作用），粒子经过a、b两点时的速度分别为v_a、v_b，其速度图象如图乙所示．以下说法中正确的是（　　）

• A． Q₂一定带负电
• B． Q₂的电量一定大于Q₁的电量
• C． b点的电场强度一定为零
• D． 整个运动过程中，粒子的电势能先增大后减小

Answer 1

分析 速度时间图线上每一点的切线斜率表示瞬时加速度，可见a到b做加速度减小的减速运动，到b点加速度为0．从而知道b点的电场力及电场强度．通过B点的场强可以分析出两个点电荷电量的大小．通过能量守恒判断电势能的变化．

解答 解：AC、从速度图象上看，可见a到b做加速度减小的减速运动，在b点时粒子运动的加速度为零，则电场力为零，所以b点的场强一定为零．Q₁对负电荷的电场力向右，则Q₂对负电荷的电场力向左，所以Q₂带正电．故A错误，C正确．
B、b点场强为零，可见两点电荷在b点处产生的场强大小相等、方向相反，根据E=k$\frac{Q}{{r}^{2}}$，b到Q₁的距离大于到Q₂的距离，所以Q₁的电量大于Q₂的电量．故B错误．
D、整个过程中粒子的动能先减小后增大，根据能量守恒其电势能先增大后减小．故D正确．
故选：CD．

点评 解决本题的关键根据图象b点的加速度为0，根据这一突破口，从而判断Q₂的电性及Q₁和Q₂的电量大小．运用能量守恒是分析电势能变化常用的方法之一．