Question

高中物理求详细解答

如图所示，实线表示某电场的电场线，过O点的虚线MN与电场线垂直，两个相同的带负电的粒子P、Q分别从A、B两点以相同的初速度开始运动，速度方向垂直于MN，且都能从MN左侧经过O点。设粒子P、Q在A、B两点的加速度大小分别为a1和a2，电势能分别为Ep1和Ep2，以过O点时的速度大小分别为v1和v2，到达O点经过的时间分别为t1和t2。粒子的重力不计，则
A.a1<a2 B.Ep1<Ep2 C.v1<v2 D.t1>t2

需要分析过程

Answer 1

A。可以从图中看出A点电场线密，B点电场线疏，所以A点电场强度大，电荷受到的电场力大，电荷的加速度大.A错

B。可以通过做A点等势面的方法找到与B在同一电场线上的C，由“沿电场线方向电势降低”可得C点电势比B点大，从而A点电势比B点大，电势能Ep=φ*q，因为是负电荷，所以在A点的电势能比B点的小。B正确

C。由动能定理和电场力做功的表达式可知U*q=ΔEk,U是初末之间的电势差，对于P有Up=φA-φo；对于Q有UQ=φB-φo。前面已得φA>φB,所以Up>UQ，即电场对P做的功大于对B做的功，而出于负电荷的缘故，这里电场力应做负功，所以A减小的动能更多，末速度更小。C正确

D。让我们先考虑一个简单的情形：两个初速度相同的物体在地面上  减速  滑行，加速度一个大一个小，他们滑过相同的距离时，加速度大的那个花的时间更多。这里画张v-t图可以看的更明白些。清楚这个结论后，在此题中通过分析水平方向的分运动可以发现，PQ在水平方向上做初速度相同的减速运动，并且在这一方向上位移相同。但P在减速至O的过程中，经过的区域场强更大，它减速的加速度更大，所以花的时间更长(虽然这里不是匀减速，但是还是可以在定性上这么分析)。D正确