Question

17．如圖所示，光滑斜面傾角為37°．質(zhì)量為m、電荷量為q的一帶有正電的小物塊，置于斜面上．當(dāng)沿水平方向加有如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，帶電小物塊恰好靜止在斜面上，求：
（1）該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度有多大？
（2）若電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?\frac{1}{2}$，小物塊沿斜面下滑距離為L(zhǎng)時(shí)的速度有多大？
（sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）

Answer 1

分析 （1）對(duì)小球進(jìn)行受力分析，應(yīng)用平衡條件可求出電場(chǎng)力，進(jìn)而求出電場(chǎng)強(qiáng)度．
（2）電場(chǎng)變化后受力分析求出合外力，應(yīng)用牛頓第二定律求解加速度，沿斜面下滑距離為L(zhǎng)時(shí)物體的速度的大小可由動(dòng)能定理或運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求解

解答 解：（1）物體受到的力有重力mg，支持力F_N．靜電力F=qE，

qE=mgtan37°
E=$\frac{mgtan37°}{q}=\frac{3mg}{4q}$
（2）當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?\frac{1}{2}$時(shí)，物塊在斜面方向有：
mgsinθ-q$\frac{E}{2}$cosθ=ma
代入數(shù)值得：a=3.0 m/s²
方向沿斜面向下．
由動(dòng)能定理，得：mgLsin37°-qE′Lcos37°=$\frac{1}{2}$mv²-0．
解得：v=$\frac{\sqrt{15gl}}{5}$
答：（1）原來的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為$\frac{3mg}{4q}$；　　　
（2）沿斜面下滑距離為l時(shí)物塊的速度的大小為$\frac{\sqrt{15gl}}{5}$

點(diǎn)評(píng) 問題一是平衡條件的應(yīng)用，受力分析后應(yīng)用平衡條件即可；問題二是牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是求合力；應(yīng)用動(dòng)能定理即可，總體難度不是很大，細(xì)細(xì)分析即可