Question

【題目】如圖所示，絕緣水平面上的AB區(qū)域寬度L1=9m，BC區(qū)域寬度L2=4m，BC區(qū)域內存在水平向左的勻強電場E，其他區(qū)域不存在電場，一質量為m=0.1kg，帶電量為q=+1.0×10-5C的小滑塊以大小為v0=10m/s的初速度從A點進入ABC區(qū)域，滑塊與水平面間的動摩擦因數均為μ=0.2。求：

（1）滑塊從A點運動到B點所用的時間；

（2）若E=2.0×104V/m，則滑塊離開BC區(qū)域時的速度多大；

（3）要使小滑塊在電場中的運動時間達到最長，電場強度E應為多大？

Answer 1

【答案】（1）1s；（2）4；（3）6.0×104V/m

【解析】

（1）滑塊從A點運動到B點做勻減速運動，加速度大小

a1=μg=2m/s2

L1=v0t1-a1t12

代入數據解得

t1=1s(舍去t1=9s)

（2）到達B點的速度

vB=v0-a1t1=8m/s

a2==4m/s2

vC2-vB2=-2a2L2

得

vC=4m/s

（3）要使小滑塊在電場中的運動時間達到最長，必須使小滑塊到C點時速度減為零

由于0-vB2=-2a2'L2；a2'=8m/s2

μmg+qE'=ma2'

解得：

E'=6.0×104V/m