Question

20．如圖所示，AB為一固定的水平絕緣桿，在其上下對稱位置固定放置一對等量同種正點電荷，其連線與AB交于0點，桿上的E、F點關于0點對稱，一可以視為質點的小球穿在桿上，小球與桿的動摩擦因數隨位置而變化，該變化規律足以保證小球從E點以一初速度v．沿桿向右做勻減速直線運動并經過F點，小球帶負電，質量為m．其在0點處與桿的動摩擦因數為μ₀．已知重力加速度為g，則在由E到F的過程中（　　）

• A． 小球在0點電勢能最小
• B． 等量同種正點電荷在E、F兩點場強相同
• C． E到O點過程中，等量同種正點電荷的場強逐漸減小
• D． 小球在運動過程中的合外力大小始終為μ₀mg

Answer 1

分析 根據電場力做功情況，分析電勢能的變化情況．根據電場的分布情況分析場強的變化情況．小球做勻減速直線運動，合外力恒定不變，由O點的受力情況確定合外力的大小．

解答 解：A、小球從E到O的過程中，電場力對小球做正功，小球的電勢能減小．從O到F的過程中，電場力做負功，電勢能增大，所以小球在O點電勢能最小，故A正確．
B、根據電場的分布情況可知，等量同種正點電荷在E、F兩點場強大小相等、方向相反，所以場強不同，故B錯誤．
C、O點的場強為零，在AB連線上距O無窮遠處場強也為零，所以從O到無窮遠場強先增大后減小，由于不能確定場強最大值的位置，所以E到O點過程中，等量同種正點電荷的場強不一定逐漸減小，故C錯誤．
D、在O點的動摩擦因數為μ₀，所以有 F_合=μ₀mg，F_合為小球的合外力，由于小球做勻減速運動，合外力恒定，所以合外力大小始終為μ₀mg．故D正確．
故選：AD

點評 正確分析小球的受力情況，抓住勻減速運動的合外力是恒定的，這是解題的關鍵，同時要掌握等量同種正點電荷電場的分布情況，注意對稱性．