题目内容

【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.

【答案】
(1)

解: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)

解: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)

解: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


【解析】(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.

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