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，其中某一區域的電場線與x軸平行，在x軸上的電勢φ與坐標x的關系用圖中曲線表示，圖中斜線為該曲線過點（0.15，3）的切線。現有一質量為0.20kg，電荷量為+2.0×10－8C的滑塊P（可視作質點），從x=0.l0m處由靜止釋放，其與水平面的動摩擦因數為0.02。取重力加速度g=l0m/s2。則下列說法正確的是（　　）

A. x=0.15m處的場強大小為2.0×l06N/C

B. 滑塊運動的加速度逐漸減小

C. 滑塊運動的最大速度約為0.1m/s

D. 滑塊最終在0.3m處停下

Answer 1

【答案】AC

【解析】

AB、電勢φ與位移x圖線的斜率表示電場強度，則x＝0.15m處的場強EV/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，B錯誤；

C、在x＝0.15m時，電場力等于摩擦力，速度最大，根據動能定理得，，因為0.10m和0.15m處的電勢差大約為1.5×105V，代入求解，最大速度大約為0.1m/s，故C正確；

D、滑塊最終在處停下則滿足：，處的電勢，故從到過程中，電勢差，電場力做，摩擦力做功，則，故滑塊不能滑到處，故D錯誤。