Question

如图甲所示，电荷量为q =1×10^-4C的带正电的小物块置于绝缘水平面上，所在空间存在方向沿水平向右的电场，电场强度E的大小与时间的关系如图乙所示，物块运动速度与时间t的关系如图丙所示，取重力加速度g=10m/s²。

求（1）前2秒内电场力做的功。

（2）物块的质量.

（3）物块与水平面间的动摩擦因数。

 

Answer 1

【答案】

答案：

（1）F=Eq       S=at²/2        W =FS          W = 6（J） 

（2）a=1m/s²     E₂q = umg      E₂q － E₁q=ma       m =1Kg

（3）u = 0.2 

【解析】

试题分析：由于是分段的匀强电场，因此带电体的问题可以分时间段处理为匀变速直线运动。利用匀变速直线运动的公式即可解决问题。

1、在前两秒，电场强度恒定，所受电场力F=Eq，在电场力作用下匀加速直线运动，所以（可以看图像所谓的面积），根据W=FS即可得出做功大小为6J。

2、在后2秒钟，根据v-t图像，物体做匀速直线运动，因此受力平衡。物体的电场力与摩擦力平衡，即E₂q = umg。在前2秒钟，根据v-t图像可以得到加速度，利用牛顿第二定律，即可E₂q － E₁q=ma，联系上述二式，质量m=1Kg。u = 0.2 。

 

考点分析：匀强电场 匀变速直线运动 恒力做功公式

总结评价：本题适合基础一般的同学，对于其中的物理过程要有较清晰的把握，分阶段分步求解。