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如图所示，水平光滑绝缘轨道MN的左端有一个固定挡板，轨道所在空间存在E=4×102N/C、水平向左的匀强电场．一个质量m=0.1kg带电荷量q=5×10-5C的滑块（可视为质点），从轨道上与挡
网友投稿  2022-11-28 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示，水平光滑绝缘轨道MN的左端有一个固定挡板，轨道所在空间存在E=4×102N/C、水平向左的匀强电场．一个质量m=0.1kg带电荷量q=5×10-5C的滑块（可视为质点），从轨道上与挡板相距x1=0.4m的P点由静止释放，滑块在电场力作用下向左做匀加速直线运动．当滑块与挡板碰撞后滑块沿轨道向右做匀减速直线运动，运动到与挡板相距x2=0.33m的Q点时，滑块第一次速度减为零．若滑块在运动过程中，电荷量始终保持不变．求：
（1）滑块第一次与挡板碰撞所损失的机械能△E大小？
（2）若每次滑块除最后一次与挡板碰撞外，每一次与挡板碰撞所损失的机械能均相同．滑块最终至少能与挡板碰撞多少次？
魔方格

◎ 答案

（1）由功能关系可知，滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能△E等于滑块由P点运动到Q点过程中电场力所做的功
即△E=qE（x1-x2）=5×10-5×4×102×（0.4-0.33）J=1.4×10-3J．
（2）滑块第一次从P点运动到挡板处的过程中，电场力所做的功
W1=qEx1=5×10-5×4×102×0.4=8.0×10-3J．
则滑块最终至少能与挡板碰撞的次数为
  n=
W1
△E
=
8×10-3
1.4×10-3
≈5.6（次），即最少能与挡板碰撞6次．
答：（1）滑块第一次与挡板碰撞所损失的机械能△E大小为1.4×10-3J．
（2）滑块最终至少能与挡板碰撞6次．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，水平光滑绝缘轨道MN的左端有一个固定挡板，轨道所在空间存在E=4×102N/C、水平向左的匀强电场．一个质量m=0.1kg带电荷量q=5×10-5C的滑块（可视为质点），从轨道上与挡…”主要考查了你对  【电场强度的定义式】，【电势能】，【能量守恒定律、第一类永动机】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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