Question

【題目】如圖所示，一帶電荷量為+q、質量為m的小物塊處于一傾角為37°的光滑斜面上，當整個裝置被置于一水平向右的勻強電場中，小物塊恰好靜止．重力加速度取g，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：

（1）水平向右電場的電場強度；

（2）若將電場強度減小為原來的，物塊的加速度是多大；

（3）電場強度變化后物塊下滑的距離L時的動能．

Answer 1

【答案】（1）； （2）0.3g； （3）0.3mgL

【解析】試題分析：（1）帶電物體靜止于光滑斜面上恰好靜止，且斜面又處于水平勻強電場中，則可根據重力、支持力，又處于平衡，可得電場力方向，再由電荷的電性來確定電場強度方向．

（2）當電場強度減半后，物體受力不平衡，產生加速度．借助于電場力由牛頓第二定律可求出加速度大小．

（3）選取物體下滑距離為L作為過程，利用動能定理來求出動能．

解：（1）小物塊靜止在斜面上，受重力、電場力和斜面支持力，

FNsin37°=qE①

FNcos37°=mg②

由1、②可得電場強度

（2）若電場強度減小為原來的，則變為

mgsin37°﹣qEcos37°=ma③

可得加速度a=0.3g．

（3）電場強度變化后物塊下滑距離L時，重力做正功，電場力做負功，

由動能定理則有：

mgLsin37°﹣qE'Lcos37°=Ek﹣0④

可得動能Ek=0.3mgL