Question

【题目】如图所示，光滑斜面(足够长)倾角为37°，一带正电的小物块质量为m，电荷量为q，置于斜面上，当沿水平方向加如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变化为原来的2倍，(sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g=10 m/s2)求：

(1)原来的电场强度；

(2)电场变化后小物块的加速度的大小和方向；

(3)电场变化后2 s内小物块电势能的变化量.

Answer 1

【答案】(1)(2)6 m/s2，方向沿斜面向上(3)电势能减小了14.4mg焦耳

【解析】

(1)对小物块受力分析如图所示，小物块静止于斜面上，

则mgsin 37°=qEcos 37°，E=

(2)当场强变为原来的2倍时，小物块受到的合外力F合=2qEcos 37°－mgsin 37°=0.6mg，

又F合=ma，所以a=6m/s2，方向沿斜面向上

(3)由运动学公式 x=at2=×6×22m=12 m.

静电力做功W=2qExcos 37°=14.4mg焦耳

所以，电势能的变化量为-14.4mg焦耳，即电势能减小了14.4mg焦耳