Question

17．如圖甲所示，電荷量q=1X10^-4C的帶正電的小物塊靜止在絕緣水平面上，所在空間存在沿水平方向的電場，其電場強度E的大小與時間t的關系如圖乙所示，物塊速度v的大小與時間t的關系如圖丙所示．重力加速度g=l0m/s²，則（　　）

• A． 物塊在4s內位移是8 m
• B． 物塊的質量是2kg
• C． 物塊與水平面間動摩擦因數(shù)是0.2
• D． 物塊在4s內電勢能減少了14J

Answer 1

分析 根據(jù)v-t圖象的“面積”求位移．前2s內物塊做勻加速直線運動，2s后物塊做勻速運動，處于平衡狀態(tài)，分別使用牛頓第二定律和物體的平衡條件即可解出質量；
勻速運動時電場力與滑動摩擦力平衡；物體電勢能的該變量等于電場力做的功．

解答 解：A、由圖象可知，物塊在4s內位移為：x=$\frac{1}{2}$×2×（2+4）m=6m，故A錯誤．
BC、由圖可知，前2s物塊做勻加速直線運動，由牛頓第二定律有：
 qE₁-μmg=ma，
由圖線知加速度為：a=1m/s²       
1s后物塊做勻速運動，由平衡條件有：qE₂=μmg             
聯(lián)立解得：q（E₁-E₂）=ma            
由圖可得：E₁=3×10⁴N/C，E₂=2×10⁴N/C，
代入數(shù)據(jù)解得：m=1kg     
由qE₂=μmg可得：μ=0.2，故B錯誤，C正確．
D、物塊在前2s的位移 S₁=$\frac{1}{2}$×2×2m=2m
物塊在第2s的位移為  S₂=vt₂=4m         
電場力做正功 W=qE₁S₁+qE₂S₂=3×2+2×4=14J 
則電勢能減少了14J，故D正確．
故選：CD．

點評 本題雖然屬于電場中題目，但實際上更多地利用了動力學公式，所以在研究電場中運動時，只需要將電場力視為一種普通車進行分析即可；本題中能根據(jù)題目提供的E-t圖和v-t圖得到相關的信息是解題的關鍵．還要明確v-t圖象的斜率等于加速度，“面積”大小等于位移關系的應用．