Question

【题目】如图所示，一带电荷量为+q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止．重力加速度取g，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：

（1）水平向右电场的电场强度；

（2）若将电场强度减小为原来的，物块的加速度是多大；

（3）电场强度变化后物块下滑的距离L时的动能．

Answer 1

【答案】（1）； （2）0.3g； （3）0.3mgL

【解析】试题分析：（1）带电物体静止于光滑斜面上恰好静止，且斜面又处于水平匀强电场中，则可根据重力、支持力，又处于平衡，可得电场力方向，再由电荷的电性来确定电场强度方向．

（2）当电场强度减半后，物体受力不平衡，产生加速度．借助于电场力由牛顿第二定律可求出加速度大小．

（3）选取物体下滑距离为L作为过程，利用动能定理来求出动能．

解：（1）小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力，

FNsin37°=qE①

FNcos37°=mg②

由1、②可得电场强度

（2）若电场强度减小为原来的，则变为

mgsin37°﹣qEcos37°=ma③

可得加速度a=0.3g．

（3）电场强度变化后物块下滑距离L时，重力做正功，电场力做负功，

由动能定理则有：

mgLsin37°﹣qE'Lcos37°=Ek﹣0④

可得动能Ek=0.3mgL