题目内容
【题目】如图所示,粗糙绝緣的水平面附近存在一个平行于水平面的电场,其中某区域的电场线与
轴平行,在
轴上的电势
与坐标
的关系用图中曲线表示,图中斜线为该曲线过点
的切线。现有一质量为
,电荷量为
的滑块
(可视作质点),从
处由静止释放,其与水平面的动摩擦因数为
。取重力加速度
。则下列说法正确的是( )
![]()
A. 滑块运动的加速度先逐渐成小后逐渐增大
B.
处滑块运动的动能最大约为![]()
C. 滑块运动过程中电势能先减小后增大
D. 滑块整个运动过程中克服摩擦力做功![]()
【答案】AB
【解析】
电势
与位移x图线切线的斜率表示电场强度,则x=0.15m处的场强:
,此时的电场力为:
,滑动摩擦力大小为:
,在x=0.15m前,电场力大于摩擦力,做加速运动,加速度逐渐减小,x=0.15m后电场力小于摩擦力,做减速运动,加速度逐渐增大,故A正确;在x=0.15m时,电场力等于摩擦力,速度最大,动能最大,根据动能定理得:
,解得:
,故B正确;由图可知,电势降低,故正电荷的电势能减少,则电场力一直做正功,故C错误;由数据图象可得,电势
与x成反比关系,即
,当x=0.45m时,电势
,代入上述公式,得到
,故沿x轴的电势
与x的函数关系表达式
,滑块运动的全部过程中,只有电场力和摩擦力做功,当速度为零时,滑块将停止运动,设滑块停止的位置为
,根据动能定理得:
,即
,可解得
,则滑块克服摩擦力做功为
,故D错误;故选AB。
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