Question

7．如圖所示，空間有一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的小物塊以某一速度經(jīng)過(guò)A點(diǎn)后能向右運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)停下．若此電場(chǎng)方向改為豎直向上時(shí)．該物塊仍以相同速度經(jīng)過(guò)A點(diǎn)后只能運(yùn)動(dòng)到AB的中點(diǎn)就停下來(lái)．已知重力加速度為g，求物塊帶電的電性及此電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小．

Answer 1

分析 電場(chǎng)方向改為豎直向上后，物塊相對(duì)木板運(yùn)動(dòng)的位移變小，說(shuō)明摩擦力變大，找出電場(chǎng)力的方向判斷所帶電荷的性質(zhì)．
當(dāng)電場(chǎng)方向向下時(shí)，由動(dòng)能定理列出等式．電場(chǎng)方向向上時(shí)，由再由動(dòng)能定理列出等式求解

解答 解：（1）電場(chǎng)方向改為豎直向上后，物塊相對(duì)木板運(yùn)動(dòng)的位移變小，說(shuō)明摩擦力變大，它們之間的壓力變大了，物塊所受的電場(chǎng)力向下，所以物塊帶負(fù)電．
（2）設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，木板質(zhì)量為m，AB間的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，物塊的初速度為v，
當(dāng)電場(chǎng)方向向下時(shí)：
由物塊在豎直方向受力平衡得：N₁+qE=mg
由動(dòng)能定理得：μN(yùn)₁L=0-$\frac{1}{2}$mv²
當(dāng)電場(chǎng)方向向上時(shí)：
由物塊在豎直方向受力平衡得：qE+mg=N₂
由動(dòng)能定理得：μN(yùn)₂•$\frac{1}{2}$L=0-$\frac{1}{2}$mv²
解得：E=$\frac{mg}{3q}$
答：（1）帶負(fù)電．
（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小是$\frac{mg}{3q}$

點(diǎn)評(píng) 解決該題關(guān)鍵要對(duì)物體進(jìn)行受力分析，能運(yùn)用受力分析和動(dòng)能定理求解問(wèn)題，難度一般．