Question

6．如图所示，在空间足够大的竖直墙壁右侧存在方向水平向左、范围足够大的电场，电场强度的大小随时间的变化规律为E=E₀-kt（E₀，k均为大于零的常数，取水平向左为正方向），一质量为m、带电荷量为q的物体靠在竖直墙壁上，物体与墙壁间的动摩擦因数为μ，当t=0时，物体处于静止状态，若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度表示为g，下列说法正确的是（　　）

• A． 物体一定带正电荷且运动过程中电势能始终保持不变
• B． 物体开始运动后加速度不断增加
• C． 经过时间t=$\frac{{E}_{0}}{k}$，物体在竖直墙壁上的位移达最大值
• D． 经过时间t=$\frac{μq{E}_{0}-mg}{μkg}$，物体运动速度达最大值

Answer 1

分析 根据t=0时，物体处于静止状态，则μqE₀≥mg，有电场的方向，判断电荷性，有电场力做功判断电势能的变化；受力分析，由牛顿第二定律求出；抓住电场强度的变化规律，结合电场力为零时，物体脱离墙面求出运动的时间，进而求出位移；最大速度．

解答 解：A、根据t=0时，物体处于静止状态，则μqE₀≥mg，且电场的方向水平向左，故电荷带正电，当物体与墙面脱离时电场强度为零，所以E=E₀-kt=0，解得时间t=$\frac{{E}_{0}}{k}$，随后物体在电场力的作用下向右运动，电场力做正功，电势能减小．故A错误
B、对物体受力分析，由牛顿第二定律得：竖直方向上有mg-μqE=ma，随着电场强度E的减小，加速度a逐渐增大，当E=0时，加速度增大到重力加速度g，此后物块脱离墙面，
水平方向：墙的弹力为N，N=qE=q（E₀-kt）随时间的变化，N减为零，电场力变为水平向右且逐渐变大，故合加速度变大，故B正确．
物体曲线向右运动，故电场力做正功，电势能减小，故
C、当物体与墙面脱离时电场强度为零，所以E=E₀-kt=0，解得时间t=$\frac{{E}_{0}}{k}$，此时，物体在竖直墙壁上的位移达最大值，故C正确．
D、由B可知无最大速度．故D错误．
故选：BC．

点评 本题综合考查了动能定理和牛顿第二定律的运用，知道物体做直线运动还是曲线运动的条件．