Question

【题目】如图所示，粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，在x轴上的电势φ与坐标x的关系用图中曲线表示，图中斜线为该曲线过点（0.15，3） 的切线。现有一质量为0.20kg，电荷量为+2.0×10-8C的滑块P（可视作质点），从x=0.10m处由静止释放，其与水平面的动摩擦因数为0.02。取重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是

A. 滑块运动的加速度先逐渐减小后逐渐增大

B. x=0.15m处滑块运动的动能最大1.0×10-3J

C. 滑块运动过程中电势能先减小后增大

D. 滑块运动过程中克服摩擦力做功8.0×10-3J

Answer 1

【答案】AB

【解析】电势与位移x图线的斜率表示电场强度，则x=0.15m处的场强E=V/m=2×106V/m，此时的电场力F=qE=2×10-8×2×106N=0.04N，滑动摩擦力大小f=μmg=0.02×2N=0.04N，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后电场力小于电场力，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，根据动能定理得，Ekm=qUfx，因为0.10m和0.15m处的电势差大约为1.5×105V，代入求解，最大动能为1.0×10-3J．故B正确．滑块运动过程中因电势一直降低，可知电势能一直减小，选项C错误；若滑块运动过程中克服摩擦力做功8.0×10-3J，则移动的距离为，此时滑块从x=0.1m的位置运动到0.3m的位置，电势能的变化为，即电场力做功小于克服摩擦力做功，此时滑块的速度不为零，将继续运动一段距离停下，故滑块运动过程中克服摩擦力做功大于8.0×10-3J，选项D错误；故选AB．