题目内容
如图甲所示,光滑绝缘斜面AB,高h=0.1 m,底端B与一块质量为M=2 kg的均匀、水平放置的绝缘平板光滑连接,平板长为L=1 m,其距B端0.6 m处C固定在高为R=0.5 m的竖直支架上,支架的下端与垂直于纸面的固定转轴O连接,平板可绕转轴O沿顺时针方向翻转,在支架正上方有一个水平向右的有界匀强电场E.在斜面顶端A放置带正电q=1×10-5 C的很小的物体,质量为m,使其由静止滑下,沿平板进入电场,能滑过D点,并从D点飞出到水平地面上,设物体从D点飞出的水平距离为x,如图乙是x2与E图像,重力加速度g取10 m/s2.问:
(1)图乙中物体的质量m为多大?物体与平板间的动摩擦因数m 是多大?
(2)为保证不同质量物体都能滑过D点,且平板不翻转,求物体的质量的取值范围?
(3)为保证不同质量物体都能滑过D点,且平板不翻转,求水平匀强电场E的大小范围?
(4)平板出现漏电是常有的事情(漏电不影响电场分布),假设图乙中物体m的带电减少量Δq随在平板上滑过的长度成正比,即Δq=ks(k=5×10-6 C/m),为保证物体滑到D点并且飞出的水平距离为1 m,求此时匀强电场E的大小;请在图乙中画出平板漏电情况下的x2与E图像.
答案:
解析:
解析:
解:(1)A到D动能定理
①
由图像可得斜率为
又
即:
由图像可得截距为:b=0.2 m2
又
解的(4分)
(2)质量的范围(3分)
(3)水平匀强电场E的大小范围(3分)
(4)此时匀强电场E的大小为 ,图像见下图.(4分)
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