Question

【题目】如图所示，绝缘水平面上的AB区域宽度L1=9m，BC区域宽度L2=4m，BC区域内存在水平向左的匀强电场E，其他区域不存在电场，一质量为m=0.1kg，带电量为q=+1.0×10-5C的小滑块以大小为v0=10m/s的初速度从A点进入ABC区域，滑块与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.2。求：

（1）滑块从A点运动到B点所用的时间；

（2）若E=2.0×104V/m，则滑块离开BC区域时的速度多大；

（3）要使小滑块在电场中的运动时间达到最长，电场强度E应为多大？

Answer 1

【答案】（1）1s；（2）4；（3）6.0×104V/m

【解析】

（1）滑块从A点运动到B点做匀减速运动，加速度大小

a1=μg=2m/s2

L1=v0t1-a1t12

代入数据解得

t1=1s(舍去t1=9s)

（2）到达B点的速度

vB=v0-a1t1=8m/s

a2==4m/s2

vC2-vB2=-2a2L2

得

vC=4m/s

（3）要使小滑块在电场中的运动时间达到最长，必须使小滑块到C点时速度减为零

由于0-vB2=-2a2'L2；a2'=8m/s2

μmg+qE'=ma2'

解得：

E'=6.0×104V/m