题目内容
【题目】粗糙绝缘的水平面上存在着平行于x轴 的电场,x轴上电势随坐标x的关系如“图像”中曲线a所示,图中的倾斜虚线b与曲线a相切,切点坐标为(0.15,3)。有一质量为0.10kg、电荷量为1.0×10-7 C带正电荷的滑块P(可视作质点),从x=0.1m处以开始向右运动,滑块与水平面的动摩擦因数为0.20;。则有( )
A. 滑块在x=0.15m处的加速度大小为4m/s2B. 滑块的最大速度为
C. 经一段时间后,滑块会停在0.3m处D. 经一段时间后,滑块会停在0.45m处
【答案】BC
【解析】
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,此时的电场力F=qE=1.0×10-7×2×106N=0.2N,滑动摩擦力大小f=μmg=0.2×1N=0.2N,则滑块在x=0.15m处的加速度大小为0,选项A错误;在x=0.15m时,电场力等于摩擦力,速度最大,根据动能定理得,qUfx=mvm2-mv02,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。故B正确。假设滑块停在0.3m处,则此过程中电场力做功:;摩擦力的功:;动能减小量:,则满足,可知假设正确,选项C正确,D错误.
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