题目内容

6.光滑水平面上放置两个等量同种正电荷,其连线中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示,一质量m=1kg、带电荷量q=2C的小物块自C点南静止释放,其经过B、A两点的运动情况如图乙所示,其中B点为υ-t图线上斜率最大的位置(图中标出了过B点的切线),则以下分析正确的是(  )
A.B点为中垂线上电场强度最大的点且场强大小E=1V/m
B.由C点到A点物块的电势能先减小后变大
C.由C点到A点,电势逐渐降低
D.B、A两点间的电势差为UBA=8.25V

分析 根据v-t图象的斜率等于加速度和牛顿第二定律求解电场强度E.根据能量守恒定律分析物块电势能的变化情况.根据电场线方向判断电势的高低.根据动能定理求解AB两点电势差UAB.

解答 解:A、v-t图象的斜率等于加速度,B点处为整条图线切线斜率最大的位置,说明物块在B处加速度最大,根据牛顿第二定律得:
F=qE=ma,B为中垂线上电场强度最大的点,由图得:B点的加速度为 a=$\frac{4}{2}$=2m/s2,E=$\frac{ma}{q}$=$\frac{1×2}{2}$+$\frac{1×10}{2}$V/m=6V/m.故A错误.
B、由图知,由C到A的过程中,物块的速度不断增大,动能增大,根据能量守恒得:物块的电势能不断减小.故B错误.
C、由电势能的公式EP=qφ知,由C到A的过程中,电势逐渐降低,故C正确.
D、物块从A到B的过程,根据动能定理得:qUAB=$\frac{1}{2}$mvB2-$\frac{1}{2}$mvA2,则得,UAB=$\frac{1}{2q}$=$\frac{1}{2×2}$×(42-72)=-8.25V,故D错误.
故选:ACD

点评 解决本题的关键是掌握速度图象的物理意义和动能定理,知道电势与电势能的关系EP=qφ.

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