题目内容
如图所示,一带电量q=-3×10-3C,质量为m=0.4Kg的小物块处于一倾角θ=37o的光滑斜面上,当整个装置处于一水平向左的匀强电场中时,小物块恰处于静止状态.重力加速度g=10m/s2.求:(1)该匀强电场的电场强度大小.(sin37o=0.6,cos37o=0.8)
(2)若该电场方向改为竖直向下后,小物块在斜面上由静止释放后的加速度是多大?小物块在斜面上运动2s,电场力做了多少功?(设斜面足够长)
【答案】分析:(1)物块受重力、支持力和电场力处于平衡,通过共点力平衡求出匀强电场的电场强度.
(2)根据牛顿第二定律求出小物块的加速度,通过位移时间公式求出位移的大小,从而求出电场力做功的大小.
解答:解:(1)根据共点力平衡得,qE=mgtan37°
解得 E=
=1×103N/C
(2)根据牛顿第二定律得,(mg-qE) sin37°=ma
解得 a=
=1.5m/s2
通过位移时间公式得,X=
at2=
=3m
电场力做功 W=-qEXsin37°=-3×10-3×1×103×3×0.6=-5.4J.
答:(1)匀强电场的电场强度大小为1×103N/C
(2)电场力做功为-5.4J.
点评:解决本题的关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡和牛顿第二定律进行求解.
(2)根据牛顿第二定律求出小物块的加速度,通过位移时间公式求出位移的大小,从而求出电场力做功的大小.
解答:解:(1)根据共点力平衡得,qE=mgtan37°
解得 E=
(2)根据牛顿第二定律得,(mg-qE) sin37°=ma
解得 a=
通过位移时间公式得,X=
电场力做功 W=-qEXsin37°=-3×10-3×1×103×3×0.6=-5.4J.
答:(1)匀强电场的电场强度大小为1×103N/C
(2)电场力做功为-5.4J.
点评:解决本题的关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡和牛顿第二定律进行求解.
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