题目内容

4.如图甲所示,两个等量同种电荷固定于光滑水平面上,其连线中垂线上有A、B、C三点,一个电量为0.02C,质量为0.01kg的小物块从C点静止释放,其运动的v~t图象如图乙所示,其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线).则下列说法正确的(  )
A.B点为中垂线上电场强度最大的点,场强E=2v/m
B.由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大
C.由C点到A点的过程中,电势逐渐升高
D.AB两点电势差UAB=-5V

分析 两个等量的同种正电荷,其连线中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧;电量为2C仅在运动方向上受电场力作用从C点到B、到A运动的过程中,根据V-t图可知在B点的加速度先增大后减小,则可判断电荷所受电场力大小变化情况和加速度变化情况.

解答 解:A、据V-t图可知带电粒子在B点的加速度最大为2m/s2,所受的电场力最大为0.02N,据E=$\frac{F}{q}$知,B点的场强最大为1N/C,故A错误.
B、据V-t图可知带电粒子的速度增大,电场力做正功,电势能减小,故B错误.
C、据两个等量的同种正电荷,其连线中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧,故由C点到A点的过程中电势逐渐减小,故C错误.
D、据V-t图可知A、B两点的速度,在根据动能定理得电场力做的功WBA=10J,再用UAB=$\frac{{W}_{AB}}{q}$=$\frac{-0.1J}{0.02C}=-5$V,故 D正确.
故选:D.

点评 明确等量同种电荷电场的特点是解本题的关键,据V-t图获取加速度、速度、动能等物理量是解本题的突破口.

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