题目内容
如图所示,在粗糙水平面内存在着2n个有理想边界的匀强电场区,水平向右的电场和竖直向上的电场相互间隔,每一电场区域场强的大小均为E,且 E=,电场宽度均为d,水平面粗糙摩擦系数为μ,一个质量为m,带正电的、电荷量为q的物体(看作质点),从第一个向右的电场区域的边缘由静止进入电场,则物体从开始运动到离开第2n个电场区域的过程中,求:
(1)电场力对物体所做的总功? 摩擦力对物体所做的总功?
(2)物体在第2n个电场(竖直向上的)区域中所经历的时间?
(3)物体在所有水平向右的电场区域中所经历的总时间?
(1)电场力对物体所做的总功? 摩擦力对物体所做的总功?
(2)物体在第2n个电场(竖直向上的)区域中所经历的时间?
(3)物体在所有水平向右的电场区域中所经历的总时间?
(1)nmgd ;-nμmgd(2)(3)
试题分析:(1)电场力对物体所做的总功 W电=nEqd=nmgd.
摩擦力对物体所做的总功Wf=-nμmgd.
(2)根据动能定理得,W电?Wf=mv2, 即 nmgd-nμmgd=mv2
解得.
物体在第2n个电场中,电场力竖直向上等于竖直向下的重力,所以物体匀速运动
.
(3)若将物体在水平向右的加速电场中的运动连起来,物体的运动可以看作初速为0的匀加速直线运动,.
解得.
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