Question

(功能關系在混合場內的應用)如圖所示，MN是一固定在水平地面上足夠長的絕緣平板(左側有擋板)，整個空間有平行于平板向右、場強為E＝2 N/C的勻強電場，在板上C點的左側有一個垂直于紙面向外、磁感應強度為B＝1T的勻強磁場，一個質量為m＝4×10^－3 kg、帶負電的小物塊，帶電量q＝10^－2 C，從C點由靜止開始向左先做加速運動再做勻速運動．當物體碰到左端擋板后被彈回，若在碰撞瞬間將電場改為豎直向下，大小不變．小物塊返回時在磁場中恰做勻速運動，已知平板MC部分的長度為L＝5 m，物塊與平板間的動摩擦因數為μ＝0.2，求：

(1)小物塊向左運動過程中克服摩擦力做的功W_f；

(2)小物塊與左端擋板碰撞過程損失的機械能ΔE；

(3)小物塊從與左擋板碰后到最終靜止所用時間t；

(4)整個過程中由于摩擦產生的熱量Q．

Answer 1

答案：
解析：

解析：設小物塊向左勻速運動時的速度大小為v1，由平衡條件有 　　　① 　　設小物塊在向左運動過程中克服摩擦力做的功為W，由動能定理有 　　　② 　　由①②式解得　③ 　　(2)設小物塊返回時在磁場中勻速運動的速度大小為v2，與右端擋板碰撞過程損失機構能為，則有　④ 　　　⑤ 　　由③⑤⑥式解得　⑥ 　　(3)小物塊由M到C勻速運動，時間為　⑦ 　　小物塊由C到靜止勻減速運動，　⑧ 　　時間為　⑨ 　　總時間為t＝t1＋t2＝4.5 s　⑩ 　　(4)對全過程，由能量守恒定律有　 　　　 　　(或 　　由⑤⑧式解得　 　　評分標準：①式2分，其余各1分，共14分