题目内容
如图所示，在宽度为L的两虚线区域内存在匀强电场，一质量为m，带电量为+q的滑块（可看成点电荷），从距该区域为L的绝缘水平面上以初速度v0向右运动并进入电场区域，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ．（1）若该区域电场为水平方向，并且用速度传感器测得滑块从出口处滑出的速度与进入该区域的速度相同，求该区域的电场强度大小与方向，以及滑块滑出该区域的速度；
（2）若该区域电场为水平方向，并且用速度传感器测得滑块滑出该区域的速度等于滑块的初速度v0，求该区域的电场强度大小与方向；
（3）若将该区域电场改为竖直方向，测出滑块到达出口处速度为
| v0 |
| 2 |
| μgL |
分析：（1）根据题意判断滑块的运动性质，然后由平衡条件求出场强的大小与方向，由动能定理求出滑块速度．
（2）应用动能定理求出场强的大小与方向．
（3）对滑块受力分析，应用动能定理列方程，然后求出滑块静止时的位置．
（2）应用动能定理求出场强的大小与方向．
（3）对滑块受力分析，应用动能定理列方程，然后求出滑块静止时的位置．
解答：解：（1）滑块从出口处滑出的速度与进入该区域的速度相等，说明滑块在电场区域做匀速直线运动，
由平衡条件得：qE=μmg，解得：E=
，方向水平向右，
滑块进入电场前，由动能定理得：-μmgL=
mv2-
mv02，
解得：v=
；
（2）从滑块开始运动到出电场区域，
由动能定理得：-μmg?2L+qEL=
mv02-
mv02，
解得：E=
，方向水平向右；
（3）由题意知，第一次电场方向竖直向上，
由动能定理得：-μmgL-μ（mg-qE）L=
m（
）2-
mv02，
第二次电场反向后，设滑块停在距离左边界s处，
由动能定理得：-μmgL-μ（mg+qE）s=0-
mv02，
已知v0=2
，解得：s=
L；
答：（1）该区域的电场强度大小为
，方向：水平向右；滑块滑出该区域的速度为
；
（2）该区域的电场强度大小为：
，方向：水平向右；
（3）滑块所停位置距左边
L处．
由平衡条件得：qE=μmg，解得：E=
| μmg |
| q |
滑块进入电场前，由动能定理得：-μmgL=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
解得：v=
|
（2）从滑块开始运动到出电场区域，
由动能定理得：-μmg?2L+qEL=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
解得：E=
| 2μmg |
| q |
（3）由题意知，第一次电场方向竖直向上，
由动能定理得：-μmgL-μ（mg-qE）L=
| 1 |
| 2 |
| v0 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
第二次电场反向后，设滑块停在距离左边界s处，
由动能定理得：-μmgL-μ（mg+qE）s=0-
| 1 |
| 2 |
已知v0=2
| μgL |
| 2 |
| 3 |
答：（1）该区域的电场强度大小为
| μmg |
| q |
|
（2）该区域的电场强度大小为：
| 2μmg |
| q |
（3）滑块所停位置距左边
| 2 |
| 3 |
点评：本题考查了动能定理的应用，对滑块正确受力分析，分析清楚滑块的运动过程、应用动能定理即可正确解题．
练习册系列答案
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。求：
，质量为m的金属棒ab沿金属导轨
由静止开始保持水平自由下落，进入
高h、方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场区域。设金属棒与金属导轨始终保持良好接触，ab棒穿出磁场前已开始做匀速运动，且ab棒穿出磁场时的速度为进入磁场时速度的
。已知ab棒最初距磁场上边界的距离为4h，定值电阻的阻值为R，棒及金属导轨电阻忽略不计，重力加速度为g。求：
)，再将该区域电场反向后，发现滑块未能从出口滑出，求滑块所停位置距左边界多远。