题目内容

11.如图所示,一质量为m,带电量为+q的物块(可视为质点)静止于A点,粗糙水平轨道AB与BC斜面平滑连接,现在整个空间加一上水平向右的匀强电场,使小物块刚好运动到C点,物块与轨道间的动摩擦因数都为μ,已知AC间的水平距离为S,竖直高度差为H,则下列法正确的是(  )
A.全程摩擦力做功大小为μmgs
B.全程电势能减少mgH+μmgs
C.电场强度E=$\frac{mgH+μmgs}{qs-μqH}$
D.若不改变H和S的大小,只改变斜面的倾角,则须改变电场大小才能到达C点

分析 在AB段物体受到电场力、摩擦力和重力,电场力做正功,摩擦力做负功,由于物体的高度没有变化,重力不做功,BC段电场力做正功,摩擦力做负功,重力做负功;根据动能定理,全程列动能定理,即可解题.

解答 解:设AB长s′,BC长s″,BC与水平面的夹角为θ,
全程列动能定理得,qES-mgH-μmgs′-μmgcosθs″-μqEsinθs″=0,即qES-mgH-μmgS-μqEH=0
解得,E=$\frac{mgH+μmgS}{qS-μqH}$,故C正确;
摩擦力的做功大小为μmgS+μqEH,故A错误;
电场力做功为qES=mgH+μmgS+μqEH,故电势能减少量为mgH+μmgS+μqEH,故B错误;
由E=$\frac{mgH+μmgS}{qS-μqH}$可知,斜面倾角与电场强度的大小无关,只与S和H有关,故斜面倾角变化时,电场强度不变,故D错误;
故选:C

点评 电场力和重力做功只与初末位置有关,与路径无关,利用动能定理,即可求解,摩擦力由接触面的粗糙程度和正压力决定,分析物体的受力,注意三角函数之间的关系,就可解出答案.注意要整体分析.

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