Question

【题目】质量为m的金属滑块，带电荷量＋q，以某一初速度沿水平放置的绝缘板进入电磁场空间，匀强磁场方向如图所示，匀强电场方向水平(且与地板平行)，滑块与绝缘地板间的动摩擦因数为μ。已知滑块自A点沿绝缘板匀速直线运动，到B点与电路开关相撞，使形成电场的电路断开，电场立即消失，磁场依然存在。设碰撞时滑块无电荷量损失，而动能变为碰前的。滑块碰撞后，做匀速直线运动返回A点，往返总时间为T，AB长为L，求：

(1)匀强电场场强大小及方向；

(2)磁感应强度B；

(3)全过程摩擦力做的功。

Answer 1

【答案】(1) E的方向必水平向右 (2) (3)－3μmgL

【解析】

(1)滑块速度向右，根据匀速运动条件

Eq＝μ(mg＋qv1B)

可知E的方向必水平向右。

由返回速度向左时仍匀速运动可知

qv2B＝mg

而题中有

联立得知

v1＝2v2

即

qv1B＝2mg

所以

(2)由往返总时间为

可得

(3)返回时不受摩擦力，所以全过程摩擦力做功为

W＝－FfL＝－μ(mg＋qv1B)L＝－3μmgL。