Question

如图所示，在粗糙、绝缘且足够大的水平面上固定着一个带负电的点电荷Q，将一个质量为m带电量为q的小金属块（可视为质点）放在水平面上并由静止释放，金属块将在水平面上沿远离Q的方向开始运动，设水平面足够大，则在金属块运动的整个过程中有（ ）

A．电场力对金属块做的功的值等于金属块增加的机械能
B．金属块的电势能先减小后增大
C．金属块的加速度一直减小
D．电场对金属块所做的功的数值一定等于摩擦产生的热量

Answer 1

【答案】分析：金属块在整个运动的过程中受电场力和摩擦力，开始电场力大于摩擦力，做加速运动，然后电场力小于摩擦力，做减速运动，最终速度为零，根据电场力做功判断电势能的变化，根据牛顿第二定律判断加速度的变化，根据能量守恒定律判断电场力做功与摩擦产生的热量关系．
解答：解：A、在整个运动的过程中，金属块先加速后减速到零，动能变化为零，重力势能不变，所以机械能没有增加．故A错误．
    B、在整个运动的过程中，电场力一直做正功，电势能一直减小．故B错误．
    C、开始时，电场力大于摩擦力，运动的过程中，电场力逐渐减小，则加速度减小，然后摩擦力大于电场力，加速度又逐渐增多，所以加速度先减小后增大．故C错误．
 D、根据能量守恒定律知，在整个过程中动能变化为零，重力势能不变，则电场力做的功全部转化为摩擦产生的热量．故D正确．
故选D．
点评：解决本题的关键理清金属块的运动过程，掌握电场力做功与电势能的关系，以及会运用能量守恒定律分析问题．