题目内容
【题目】如图所示,绝缘水平面上的AB区域宽度L1=9m,BC区域宽度L2=4m,BC区域内存在水平向左的匀强电场E,其他区域不存在电场,一质量为m=0.1kg,带电量为q=+1.0×10-5C的小滑块以大小为v0=10m/s的初速度从A点进入ABC区域,滑块与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.2。求:
(1)滑块从A点运动到B点所用的时间;
(2)若E=2.0×104V/m,则滑块离开BC区域时的速度多大;
(3)要使小滑块在电场中的运动时间达到最长,电场强度E应为多大?
【答案】(1)1s;(2)4;(3)6.0×104V/m
【解析】
(1)滑块从A点运动到B点做匀减速运动,加速度大小
a1=μg=2m/s2
L1=v0t1-a1t12
代入数据解得
t1=1s(舍去t1=9s)
(2)到达B点的速度
vB=v0-a1t1=8m/s
a2==4m/s2
vC2-vB2=-2a2L2
得
vC=4m/s
(3)要使小滑块在电场中的运动时间达到最长,必须使小滑块到C点时速度减为零
由于0-vB2=-2a2'L2;a2'=8m/s2
μmg+qE'=ma2'
解得:
E'=6.0×104V/m
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