题目内容

8.如图所示,三个带电小球A、B、C可视为点电荷,所带电荷量分别为+Q、-Q、+q,A、B固定在绝缘水平桌面上,C球质量为m,并带有小孔,穿在动摩擦因数处处相同的粗糙绝缘直杆上,绝缘杆竖直放置在A、B连线的中点处,将C从杆上离桌面h高处由静止释放,下落至桌面时速度恰好为零.C沿杆下滑时带电量保持不变,那么C在下落过程中,以下判断正确的是(  )
A.所受摩擦力变大
B.加速度一直增大
C.电势能不变
D.下落过程中因摩擦而产生的热量为mgh

分析 明确等量异种点电荷的电场线的分布及两电荷连线中垂线上电场强度及电势的特点,受到的摩擦力f=μqE判断摩擦力的大小变化

解答 解:A、AB为等量异种点电荷,故产生的电场在AB连线垂直平分线上,从垂足向两侧场强逐渐减小,且为等势面,电荷C在下滑的过程中,受到的电场力为F=qE,将逐渐增大,受到的摩擦力为f=μF=μqE,故受到的摩擦力增大,故A正确
B、根据牛顿第二定律mg-f=ma,即mg-μqE=ma,电场强度增大,加速度先向下减小,后反向增大,故B错误;
C、小球在下滑过程中沿等势面运动,故电场力不做功,电势能不变,故C正确;
D、在下落过程中电势能不变,动能不变,根据能量守恒mgh=Q,故D正确;
故选:ACD

点评 本题主要考查了等量异种电荷产生的电场分布及在两电荷垂直平分线上的电场 的特点,中垂面是等势面,下滑过程中电势能不变,场强逐渐增大,到连线中点场强达到最大.

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