Question

如圖所示，在粗糙、絕緣且足夠大的水平面上固定著一個帶負電的點電荷Q，將一個質量為m帶電量為q的小金屬塊（可視為質點）放在水平面上并由靜止釋放，金屬塊將在水平面上沿遠離Q的方向開始運動，設水平面足夠大，則在金屬塊運動的整個過程中有（ ）

A．電場力對金屬塊做的功的值等于金屬塊增加的機械能
B．金屬塊的電勢能先減小后增大
C．金屬塊的加速度一直減小
D．電場對金屬塊所做的功的數值一定等于摩擦產生的熱量

Answer 1

【答案】分析：金屬塊在整個運動的過程中受電場力和摩擦力，開始電場力大于摩擦力，做加速運動，然后電場力小于摩擦力，做減速運動，最終速度為零，根據電場力做功判斷電勢能的變化，根據牛頓第二定律判斷加速度的變化，根據能量守恒定律判斷電場力做功與摩擦產生的熱量關系．
解答：解：A、在整個運動的過程中，金屬塊先加速后減速到零，動能變化為零，重力勢能不變，所以機械能沒有增加．故A錯誤．
    B、在整個運動的過程中，電場力一直做正功，電勢能一直減小．故B錯誤．
    C、開始時，電場力大于摩擦力，運動的過程中，電場力逐漸減小，則加速度減小，然后摩擦力大于電場力，加速度又逐漸增多，所以加速度先減小后增大．故C錯誤．
 D、根據能量守恒定律知，在整個過程中動能變化為零，重力勢能不變，則電場力做的功全部轉化為摩擦產生的熱量．故D正確．
故選D．
點評：解決本題的關鍵理清金屬塊的運動過程，掌握電場力做功與電勢能的關系，以及會運用能量守恒定律分析問題．