Question

16．如图所示，一带电荷量为+q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止．重力加速度取g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）水平向右电场的电场强度；
（2）若将匀强电场方向变为竖直向上，物块的加速度大小和方向．

Answer 1

分析 （1）对小物块进行受力分析，小物块受重力、斜面支持力和电场力三个力作用，电场力水平向右，根据小物块受力平衡列方程可求电场力的大小，在匀强电场中电场力F=qE，在已知F和q的情况下，可以计算出电场强度E．
（2）将匀强电场方向变为竖直向上时，电场力变为竖直向上，根据牛顿第二定律求解加速度．

解答 解：（1）小物块受重力、斜面支持力和电场力三个力作用，受力平衡可知：
  qEcosθ=mgsinθ
解得：E=$\frac{3mg}{4q}$
（2）匀强电场方向变为竖直向上，由牛顿第二定律得：
  mgsinθ-qEsinθ=ma
解得：a=0.15g，方向沿斜面向下．
答：
（1）水平向右电场的电场强度为$\frac{3mg}{4q}$；
（2）若将匀强电场方向变为竖直向上，物块的加速度大小为0.15g，方向沿斜面向下．

点评 正确的受力分析，根据平衡列方程可得电场力F的大小，又因电场力F=qE，正确的受力分析并列出方程是解题的关键．