Question

【题目】如图所示，质量、带电量的小物块（可看作质点）沿粗糙绝缘的水平面向右做直线运动，以的速度经过边界进入一水平匀强电场区域。若以小物块经过时作为计时起点，经过小物块向右运动了；若时刻匀强电场消失，则小物块最后停在右方处。已知小物块与水平地面间的动察擦因数，重力加速度取，求：

（1）电场强度的方向和大小；

（2）电场消失的时刻。

Answer 1

【答案】(1) 方向向左 (2)2s

【解析】

(1)设电场强度的方向向左，小物块受到的电场力的大小为，小物块进入电场后的加速度大小为，则有

小物块经过的位移为，有

联立以上两式可得

，

加速度和电场力均为正值，说明电场强度的方向向左。

电场强度大小

(2)设小物块向右运动的过程中电场没有消失，经过时间速度减为零，通过的位移为，则有

因为，说明小物块向右运动的过程中电场没有消失。

从t时刻到时刻电场未消失的时间内，小物块在电场力和水平向右的摩擦力作用下，向左做匀加速运动。设其加速度大小为，位移大小为，则

时刻小物块的速度

电场消失后，小物块仅在摩擦力的作用下做匀减速运动直到静止，设其加速度大小为，位移大小为，有

依题意有

联立并代入数据解得

。