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在粗糙绝缘的水平面上固定一个带电量为Q的正电荷,已知点电荷周围电场的电势可表示为φ=kQr,式中k为静电常量,Q为场源电荷的带电量,r为距场源电荷的距离.现有一质量为m,电荷量为q

题目详情

在粗糙绝缘的水平面上固定一个带电量为Q的正电荷,已知点电荷周围电场的电势可表示为φ=k

Q
r
,式中k为静电常量,Q为场源电荷的带电量,r为距场源电荷的距离.现有一质量为m,电荷量为q带正电荷的滑块(可视作质点),其与水平面的动摩擦因数为μ2,K
Qq
X12
>μmg,则(  )
作业搜

A. 滑块与带电量为Q的正电荷距离为x时,滑块电势能为

kqQ
x

B. 若将滑块无初速地放在距离场源点电荷x1处,滑块最后将停在距离场源点电荷

kqQ
µmgx1

C. 若将滑块无初速地放在距离场源点电荷x1处,当滑块运动到距离场源点电荷x3处的加速度为

kqQ
mx1x3-μg

D. 若将滑块无初速地放在距离场源点电荷x1处,当滑块运动到距离场源点电荷x3处的速度为V=

(
2qkQ
mx1x3
-2μg)(x3-x1)

▼优质解答
答案和解析
A、滑块与带电量为Q的正电荷距离为x时,据题知,此时滑块所在处的电势为φ=k
Q
x
,则滑块电势能为 Ep=qφ=
kqQ
x
.故A正确.
B、若将滑块无初速地放在距离场源点电荷x1处,设滑块最后将停在距离场源点电荷x处.
根据能量守恒定律得:qk
Q
x1
-qk
Q
x
=μmg(x-x1),解得x=
kqQ
µmgx1
,即滑块最后将停在距离场源点电荷
kqQ
µmgx1
处,故B正确.
C、若将滑块无初速地放在距离场源点电荷x1处,设当滑块运动到距离场源点电荷x3处的加速度为a,由牛顿第二定律得:
   k
qQ
x
2
3
-μmg=ma
则得a=
kqQ
m
x
2
3
-μg,故C错误.
D、将滑块无初速地放在距离场源点电荷xx1处,设滑块运动到距离场源点电荷x3处的速度为v,由动能定理得:
  q(φ13)-μmg(x3-x1)=
1
2
mv2
又φ1=k
Q
x1
,φ3=k
Q
x3

解得 v=
(
2qkQ
mx1x3
-2μg)(x3-x1)
,故D正确.
故选:ABD.
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