Question

【題目】如圖所示,AB為傾角為θ=37°的光滑絕緣斜面,AB長(zhǎng)度為,BC為半徑的豎直光滑絕緣圓弧面 ,AB與BC在B點(diǎn)相切,C為圓弧面的最低點(diǎn),在BD左側(cè)加一如圖所示的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)E1=3×103N/C。現(xiàn)將一質(zhì)量為m=4×10-4kg帶電的小物塊置于斜面上的A點(diǎn),帶電小物塊恰好靜止在斜面上。從某時(shí)刻開(kāi)始,水平勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的一半,物塊開(kāi)始加速下滑,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)求：

（1）帶電小物塊是正電荷還是負(fù)電荷,物塊所帶電荷量為多少？

（2）沿斜面下滑到B點(diǎn)時(shí),物塊的瞬時(shí)速度為多大？

（3）如果在BD右側(cè)存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)為E2=1.2×104N/C,則物塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí),軌道對(duì)小物塊的支持力為多大？

Answer 1

【答案】（1）負(fù)電荷 （2） （3）

【解析】

(1)小物塊帶負(fù)電。因?yàn)閹щ娦∥飰K靜止所受的電場(chǎng)力方向水平向左，與電場(chǎng)方向相反。
根據(jù)平衡條件有：qE1=mgtan37°
解得：

q=1×10-6C

(2)從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理得：

解得：

vB=3m/s

(3)從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理得：

解得：

vC=5m/s

在C點(diǎn)，由牛頓第二定律得：
解得

FN＝2.6×102N