题目
D.在 =times 3 处电场强度最大-|||-7.如图甲所示,足够长固定绝缘光滑斜面倾角为θ,以斜面底端为坐标原点,沿斜面方向建立-|||-x轴,在x轴上的部分区间存在电场,电场方向沿斜面向上。一质量为m、电荷量为q的带-|||-正电滑块(可视为质点)从斜面底端由静止释放,不计空气阻力,滑块对原电场无影响,滑块-|||-向上运动的一段过程中机械能E随位移x变化的图像如图乙所示,曲线上A点切线斜率最大。-|||-下列说法正确的是-|||-A.在 _(1)approx (x)_(3) 过程中滑块速度先增大后不变 E-|||-B.在 approx (x)_(1) 过程中滑块速度一定增大 () A-|||-m-|||-()-|||-C.在 =(x)_(1) 处电势最高 () O x1 x2 13乙

题目解答
答案

解析
本题考查带电滑块在电场和重力场中的运动问题,核心在于机械能变化与电场力做功的关系以及速度变化的判断。关键点如下:
- 机械能变化由电场力做功决定:电场力做正功时机械能增加,反之减少。
- 速度变化由合外力决定:在光滑斜面上,合外力为电场力与重力的矢量和。
- 图像分析:图乙中机械能$E$随位移$x$的变化趋势反映电场力做功情况,斜率$dE/dx$对应电场力大小,从而推断电场强度。
选项分析
选项B
在$0 \sim x_1$过程中,机械能$E$随$x$增大而增加,说明电场力做正功,电场方向与滑块运动方向一致。此时电场力大于重力沿斜面的分量,合外力方向向上,滑块速度持续增大。因此选项B正确。
选项D
机械能变化率$dE/dx = qE$,即斜率最大处对应电场强度最大。图乙中A点切线斜率最大,但A点位于$x_1$处,而非$x_3$。在$x_2 \sim x_3$区间,机械能$E$不变,说明电场力为零,电场强度为零。因此选项D错误。
选项A
在$x_1 \sim x_3$过程中,机械能先减少后不变。$x_1 \sim x_2$时电场力做负功,合外力方向向下,滑块速度先增大后减小(速度最大处为合外力为零的点);$x_2 \sim x_3$时电场消失,滑块仅受重力,做匀减速运动。因此选项A错误。
选项C
电势$\phi$的变化与电场力做功相关。在$x_1$处,机械能达到最大值,说明电场力做功最多,但$x_1$处电场强度最大(斜率最大),电势变化最快,无法直接得出$x_1$处电势最高。因此选项C错误。