Question

【題目】如圖所示，粗糙絕緣的水平面附近存在一個(gè)平行于水平面的電場(chǎng)，其中某一區(qū)域的電場(chǎng)線與x軸平行，在x軸上的電勢(shì)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(guò)點(diǎn)（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(diǎn)），從x=0.10m處由靜止釋放，其與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.02。取重力加速度g=10m/s2。則下列說(shuō)法正確的是

A. 滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度先逐漸減小后逐漸增大

B. x=0.15m處滑塊運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能最大1.0×10-3J

C. 滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電勢(shì)能先減小后增大

D. 滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做功8.0×10-3J

Answer 1

【答案】AB

【解析】電勢(shì)與位移x圖線的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，則x=0.15m處的場(chǎng)強(qiáng)E=V/m=2×106V/m，此時(shí)的電場(chǎng)力F=qE=2×10-8×2×106N=0.04N，滑動(dòng)摩擦力大小f=μmg=0.02×2N=0.04N，在x=0.15m前，電場(chǎng)力大于摩擦力，做加速運(yùn)動(dòng)，加速度逐漸減小，x=0.15m后電場(chǎng)力小于電場(chǎng)力，做減速運(yùn)動(dòng)，加速度逐漸增大．故A正確．在x=0.15m時(shí)，電場(chǎng)力等于摩擦力，速度最大，根據(jù)動(dòng)能定理得，Ekm=qUfx，因?yàn)?/span>0.10m和0.15m處的電勢(shì)差大約為1.5×105V，代入求解，最大動(dòng)能為1.0×10-3J．故B正確．滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中因電勢(shì)一直降低，可知電勢(shì)能一直減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做功8.0×10-3J，則移動(dòng)的距離為，此時(shí)滑塊從x=0.1m的位置運(yùn)動(dòng)到0.3m的位置，電勢(shì)能的變化為，即電場(chǎng)力做功小于克服摩擦力做功，此時(shí)滑塊的速度不為零，將繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離停下，故滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做功大于8.0×10-3J，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選AB．