题目内容
【题目】如图所示,绝缘水平面上有相距为L=15m的A、B两点,质量为m=2.2kg、带电量为q=+3×10-4C的物体静止放在水平面上的A点,其与水平面间的动摩擦因数为μ=0.5。某时刻,空间加上与水平方向成θ=37°角斜向上的匀强电场,使物体从静止开始加速运动,经过C点时,电场突然消失,物体继续运动到B位置停下。已知物体减速运动的时间是加速运动时间的2倍,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)匀强电场的电场强度;
(2)电场中A、C两点之间的电势差。
【答案】(1) (2)
【解析】
(1)物体先加速后减速,根据运动公式求解加速阶段的加速度,结合牛顿第二定律求解场强的大小;(2)求解加速阶段的距离,根据U=Ed求解电势差.
(1)设电场力为F,AC、BC间加速度、时间分别为a、a′和t、t′,由题意可知,物体做匀减速运动的加速度为
由于匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度,因此at=a′t′
又t′=2t
解得a=2a′=10m/s2,
物体在电场力作用下做匀加速运动,由牛顿第二定律: 解得F=30N,
则电场强度
(2)物体从A运动到B,有: 又t′=2t,
则加速阶段的位移:
AC两点之间的电势差
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