Question

【題目】有一個(gè)帶正電的金屬球殼（厚度不計(jì)），其截面圖如圖a所示，O為球心，球殼P處開有半徑遠(yuǎn)小于球半徑的小孔。以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，過P點(diǎn)建立x坐標(biāo)軸，A點(diǎn)時(shí)坐標(biāo)軸上的一點(diǎn)，x軸上各點(diǎn)電勢(shì)如圖b所示，電子從O點(diǎn)以的初速度沿x軸方向射出，依次通過P、A兩點(diǎn)，則下列說法正確的是

A．在OP間電子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B．在PA間電子做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)

C．在OP間運(yùn)動(dòng)時(shí)電子的電勢(shì)能減小

D．在PA間運(yùn)動(dòng)時(shí)電子的電勢(shì)能增加

Answer 1

【答案】D

【解析】

試題分析：由靜電平衡可知，球殼內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，即OP間的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，電子不受電場(chǎng)力，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)順著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)降低，可知PA間電場(chǎng)線方向從P到A，電子所受的電場(chǎng)力方向從A指向P，所以電子在PA間做減速直線運(yùn)動(dòng)．根據(jù)圖線的斜率等于場(chǎng)強(qiáng)可知，從P到A場(chǎng)強(qiáng)逐漸減小，電子所受的電場(chǎng)力減小，所以電子做加速度減小的變減速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；由于電子在OP運(yùn)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力不做功，所以其電勢(shì)能不變，故C錯(cuò)誤；在PA間運(yùn)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力對(duì)電子做負(fù)功，則電子的電勢(shì)能增加，故D正確．