题目内容

10.如图所示,P是一个很大的金属板,水平放置,Q是一个带正电的点电荷,固定在板外.另一个可看作质点的带负电的小物体C,以一定的初速度从图中的a点沿金属板表面移动到b点,移动过程中C的带电量保持不变,它与金属板间的摩擦不能忽略.关于C的这段运动过程,下面的说法中正确的是(  )
A.C对P板的压力先变小后变大B.C的加速度先变小后变大
C.C的电势能先变小后变大D.C的速度先变小后变大

分析 金属板P在Q的电场中产生静电感应现象,达到静电平衡时,整个金属板是一个等势体,表面是一个等势面,表面的电场线与表面垂直.分析小球的受力情况,确定其运动情况,判断电场力是否做功.

解答 解:A、金属板P在Q的电场中达到静电平衡时,整个金属板是一个等势体,表面是一个等势面,表面的电场线与表面垂直,所以C受到的电场力的方向向上;C在金属板P的中点处离开Q最近,所以在金属板的中点处的电场强度最大,C在中点处受到的电场力最大,对P板的压力最小.故C对P板的压力先变小后变大.故A正确;
B、C在P的中点处受到的电场力最大,对P板的压力最小,根据摩擦力的公式:f=μN=μ(mg-F电),可知C在中点处受到的摩擦力最小.C在水平方向只受到摩擦力的作用,C的加速度:a=$\frac{f}{m}$,所以C在金属板P的中点处的加速度最小,则C的加速度先变小后变大.故B正确;
C、金属板是一个等势体,表面是一个等势面,小球在金属板上向右运动的过程中,电场力不做功,小球的电势能不会变化.故C错误;
C、由于摩擦力做功,C的动能持续减小,所以C的速度持续减小.故D错误.
故选:AB

点评 本题关键抓住静电平衡导体的特点:整体导体是一个等势体,表面是一个等势面,结合牛顿运动定律分析C的加速度变化.

练习册系列答案
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(1)为了达到上述目的,应选用图1中的哪个电路图甲(填“甲”或“乙”);
(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图2的I-U图象.由图可知,当电压小于2.00V时,太阳能电池的电阻很大(填“很大”或“很小”);当电压为2.80V时,太阳能电池的电阻约为1×103Ω.(保留一位有效数字)
(3)该实验小组在另一实验中先用一强光照射太阳能电池,并用如图3电路调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的U-I曲线a.再减小实验中光的强度,用一弱光重复实验,测得U-I曲线b,如图4.当滑动变阻器的电阻为某值时,若曲线a的路端电压为1.5V.则滑动变阻器的测量电阻为7.1×103Ω,曲线b上求外电路消耗的电功率为6.8×10-5W(计算结果保留两位有效数字).

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