Question

17．如圖所示，絕緣水平面上固定一正點電荷Q，一質(zhì)量為m、電荷量為-q的小滑塊（可看作點電荷）從a點以初速度V₀沿水平面向Q運動，到達b點時速度減為零．已知a、b間距離為s，滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，以下判斷正確的是（　�。�

• A． 此過程中產(chǎn)生的熱能為$\frac{2{m}_{0}^{2}}{2}$
• B． 滑塊在運動過程的中間時刻，速度大小小于$\frac{{v}_{0}}{2}$
• C． 滑塊在運動過程中所受的庫侖力一定小于滑動摩擦力
• D． Q產(chǎn)生的電場中，a、b兩點間的電勢差U_ab=$\frac{m（{V}_{0}^{2}-2μgs）}{2q}$

Answer 1

分析 根據(jù)滑塊的運動情況可知滑塊受力情況，則可知庫侖力與滑動摩擦力的大小關(guān)系；由滑塊的受力情況可確定加速度的變化情況，即可判斷中間時刻的速度；根據(jù)電場力做功判斷電勢能的變化；由動能定理可求得兩點間的電勢差．

解答 解：A、由動能定理可知Q+W_電=$\frac{1}{2}{mv}_{0}^{2}$，故產(chǎn)生的熱量小于$\frac{1}{2}{mv}_{0}^{2}$，故A錯誤
B、B、水平方向受大小不變的摩擦力及變大的庫侖力，當在滑動過程中，隨著間距減小，庫侖力增大，但仍小于滑動摩擦力，所以導(dǎo)致加速度慢慢減小，加速度是變化的，故中間時刻的速度小于$\frac{{v}_{0}}{2}$，故B正確；
C、由題意可知，滑塊水平方向受庫侖力、滑動摩擦力，摩擦力與運動方向相反，而庫侖力與運動方相同，因滑塊在b點靜止，故一定有段時間，庫侖力小于滑動摩擦力，當在滑動過程中，隨著間距減小，庫侖力增大，但仍小于滑動摩擦力，到達b點時速度減為零．故C正確．
D、由動能定理可得：Uq-μmgs=0-$\frac{1}{2}$mv₀²，解得兩點間的電勢差U_ab=$\frac{m（{V}_{0}^{2}-2μgs）}{2q}$，故D正確
故選：BCD

點評 分析滑塊的受力和運動情況是解決的關(guān)鍵；應(yīng)注意庫侖力隨離Q的距離的增大而減小，而滑塊的運動可告訴我們最后一定有滑動摩擦力大于庫侖力；明確電場力做功的特點及能量間的轉(zhuǎn)化．