(2013•松江区一模)如图所示,粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场,其中某一区域的电场线与x轴平行,且沿x

(2013•松江区一模)如图所示,粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场,其中某一区域的电场线与x轴平行,且沿x轴方向的电势ϕ与坐标值x的关系可用图中曲线表示,图中斜线为该曲线过点(0.15,3)的切线.现有一质量为0.20kg,电荷量为+2.0×10-8C的滑块P(可视作质点),从x=0.10m处无初速释放,其与水平面的动摩擦因素为0.02.则下列说法正确的是(  )
A.滑块运动的加速度逐渐减小
B.滑块运动的速度先减小后增大
C.x=0.15m处的场强大小为2.0×106N/C
D.滑块运动的最大速度约为0.1m/s
米粒笑开花 1年前 已收到1个回答 举报

紫魅妖瞳 幼苗

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解题思路:电势ϕ与位移x图线的斜率表示电场强度,根据斜率判断电场强度的变化,从而判断出电场力的变化,根据牛顿第二定律判断出加速度的变化,根据加速度方向与速度方向的关系,判断出速度的变化,从而知道何时速度最大.

A、电势ϕ与位移x图线的斜率表示电场强度,则x=0.15m处的场强E=
3×105
0.15V/m=2×106V/m,此时的电场力F=qE=2×10-8×2×106N=0.04N,滑动摩擦力大小f=μmg=0.02×2N=0.04N,在x=0.15m前,电场力大于摩擦力,做加速运动,加速度逐渐减小,x=0.15m后电场力小于摩擦力,做减速运动,加速度逐渐增大.故A错误,C正确.
B、滑块先做加速运动后做减速运动,速度先增大后减小.故B错误.
D、在x=0.15m时,电场力等于摩擦力,速度最大,根据动能定理得,qU−fx=
1
2mvm2,因为0.10m和0.15m处的电势差大约为1.5×105V,代入求解,最大速度大约为0.1m/s.故D正确.
故选CD.

点评:
本题考点: 电场强度;牛顿第二定律.

考点点评: 解决本题的关键知道电势ϕ与位移x图线的斜率表示电场强度,会根据滑块的受力判断出滑块的运动情况.

1年前

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