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精英家教网矩形绝缘板放在光滑水平面上,另有一质量为m,带负电且电荷量绝对值为q的小物块沿板的上表面以某一初速度从左端A水平向右滑上该板,整个装置处于竖直向下,足够大的匀强电场中,小物块沿板运动至右端B恰好停在板上.若场强大小不变而方向反向,当小物块仍由A端以相同的初速度滑上板面,则小物块运动到距A端的距离为板长
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处时,就相对于板静止了.求:匀强电场场强的大小E.
分析:两车物块都以相同的速度滑上绝缘板,最终相对静止,知最终的速度相同,根据能量守恒知,由于摩擦损失的能量相同,结合摩擦力与相对路程的乘积等于产生的内能,两次运用能量守恒,求出匀强电场的场强大小.
解答:解:由题意可知,第一次相对位移较大,第二次相对位移较小,知第一次物块对绝缘板的压力较大,因此第一次小物块受的电场力一定是向上的,可以判定它带负电荷.
根据动量守恒得,mv=(M+m)v′,知相对静止时的速度相同,根据能量守恒知,损失的能量相等.
设场强为E,两次小物块滑行过程分别用能量守恒得:μ(mg-Eq)L=E损    …①
μ(mg+qE)
2L
3
=E损
 …②
解得E=
mg
5q
.
答:匀强电场场强的大小为
mg
5q
.
点评:解决本题的关键通过动量守恒和能量守恒得出损失的能量相等,知道摩擦力与相对路程的乘积等于摩擦产生的内能.
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