Question

【題目】如圖所示，絕緣水平面上的AB區(qū)域?qū)挾?/span>L1=9m，BC區(qū)域?qū)挾?/span>L2=4m，BC區(qū)域內(nèi)存在水平向左的勻強(qiáng)電場E，其他區(qū)域不存在電場，一質(zhì)量為m=0.1kg，帶電量為q=+1.0×10-5C的小滑塊以大小為v0=10m/s的初速度從A點(diǎn)進(jìn)入ABC區(qū)域，滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.2。求：

（1）滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用的時(shí)間；

（2）若E=2.0×104V/m，則滑塊離開BC區(qū)域時(shí)的速度多大；

（3）要使小滑塊在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間達(dá)到最長，電場強(qiáng)度E應(yīng)為多大？

Answer 1

【答案】（1）1s；（2）4；（3）6.0×104V/m

【解析】

（1）滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小

a1=μg=2m/s2

L1=v0t1-a1t12

代入數(shù)據(jù)解得

t1=1s(舍去t1=9s)

（2）到達(dá)B點(diǎn)的速度

vB=v0-a1t1=8m/s

a2==4m/s2

vC2-vB2=-2a2L2

得

vC=4m/s

（3）要使小滑塊在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間達(dá)到最長，必須使小滑塊到C點(diǎn)時(shí)速度減為零

由于0-vB2=-2a2'L2；a2'=8m/s2

μmg+qE'=ma2'

解得：

E'=6.0×104V/m