Question

一塊矩形絕緣平板放在光滑的水平面上，另有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小物塊沿板的上表面以某一初速度從板的A端水平滑上板面，整個(gè)裝置處于足夠大豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，小物塊沿平板運(yùn)動(dòng)至B端且恰好停在平板的B端.如圖所示，若勻強(qiáng)電場(chǎng)大小不變，但是反向，當(dāng)小物塊仍由A端以相同的初速度滑上板面，則小物塊運(yùn)動(dòng)到距A端的距離為平板總長(zhǎng)的處時(shí)，就相對(duì)于平板靜止了.求：

（1）小物塊帶何種電荷；

（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小.

Answer 1

（1）負(fù)電  （2）E=

解析：（1）由能量和受力分析知，小球必帶負(fù)電荷.

（2）設(shè)小物塊m初速度為v₀，平板的質(zhì)量為M，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，m和M相對(duì)靜止時(shí)的共同速度為v,m和M之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.

在小物塊由A端沿板運(yùn)動(dòng)至B端的過(guò)程中，對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用功能關(guān)系有：

μ(mg-qE)L=mv₀-(m+M)v²

在電場(chǎng)反向后，小物塊仍由A端沿板運(yùn)動(dòng)至相對(duì)板靜止的過(guò)程中，對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用功能關(guān)系有：

μ(mg+qE)=mv₀-(m+M)v²

聯(lián)立以上各式得：E=.