Question

如圖14所示，一帶電量為q=-5×10^-3 C，質(zhì)量為m=0.1kg的小物塊處于一傾角為θ=37°的光滑絕緣斜面上，當(dāng)整個(gè)裝置處于一水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中時(shí)，小物塊恰處于靜止?fàn)顟B(tài)．（g取10m/s²）：
（1）求電場(chǎng)強(qiáng)度多大？
（2）若從某時(shí)刻開始，電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來的

1

2

，求物塊下滑距離L=1.5m時(shí)的速度大�。�

Answer 1

分析：（1）小物塊受到重力、電場(chǎng)力和支持力而處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)平衡條件求解電場(chǎng)強(qiáng)度．
（2）當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來的

1

2

時(shí)，物塊將沿斜面勻加速下滑，重力做正功，電場(chǎng)力做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理求解速度大小．

解答：解：（1）小物塊受力如圖，則
      電場(chǎng)力F=mgtanθ
    又F=qE
     得到E=

mgtanθ

q

=1.5×10²N/C
    （2）當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來的

1

2

時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理得
       mgLsinθ-q

1

2

ELcosθ=

1

2

mv2
    代入解得  v=3m/s
答：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度為1.5×10^-5N/C．
    （2）若從某時(shí)刻開始，電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來的

1

2

，物塊下滑距離L=1.5m時(shí)的速度大小為3m/s．

點(diǎn)評(píng)：本題是電場(chǎng)中物體平衡問題，根據(jù)力學(xué)的解題方法和思路進(jìn)行分析研究．其中電場(chǎng)力是關(guān)鍵，它是聯(lián)系力學(xué)與電場(chǎng)的橋梁．