Question

【題目】如圖所示，粗糙絕緣的水平面附近存在一個平行于水平面的電場，其中某一區(qū)域的電場線與x軸平行，在x軸上的電勢φ與坐標(biāo)x的關(guān)系用圖中曲線表示，圖中斜線為該曲線過點（0.15，3） 的切線。現(xiàn)有一質(zhì)量為0.20kg，電荷量為+2.0×10-8C的滑塊P（可視作質(zhì)點），從x=0.10m處由靜止釋放，其與水平面的動摩擦因數(shù)為0.02。取重力加速度g=10m/s2。則下列說法正確的是

A. 滑塊運動的加速度先逐漸減小后逐漸增大

B. x=0.15m處滑塊運動的動能最大1.0×10-3J

C. 滑塊運動過程中電勢能先減小后增大

D. 滑塊運動過程中克服摩擦力做功8.0×10-3J

Answer 1

【答案】AB

【解析】電勢與位移x圖線的斜率表示電場強度，則x=0.15m處的場強E=V/m=2×106V/m，此時的電場力F=qE=2×10-8×2×106N=0.04N，滑動摩擦力大小f=μmg=0.02×2N=0.04N，在x=0.15m前，電場力大于摩擦力，做加速運動，加速度逐漸減小，x=0.15m后電場力小于電場力，做減速運動，加速度逐漸增大．故A正確．在x=0.15m時，電場力等于摩擦力，速度最大，根據(jù)動能定理得，Ekm=qUfx，因為0.10m和0.15m處的電勢差大約為1.5×105V，代入求解，最大動能為1.0×10-3J．故B正確．滑塊運動過程中因電勢一直降低，可知電勢能一直減小，選項C錯誤；若滑塊運動過程中克服摩擦力做功8.0×10-3J，則移動的距離為，此時滑塊從x=0.1m的位置運動到0.3m的位置，電勢能的變化為，即電場力做功小于克服摩擦力做功，此時滑塊的速度不為零，將繼續(xù)運動一段距離停下，故滑塊運動過程中克服摩擦力做功大于8.0×10-3J，選項D錯誤；故選AB．