如图所示,绝缘长方体B置于水平面上,两端固定一对间距D=1m的平行带电极板,极板间形成方向水平向右的匀强电场,两板间电压为U=2×103V.长方体B的上表面光滑,下表面与水平面
◎ 题目
如图所示,绝缘长方体B置于水平面上,两端固定一对间距D=1m的平行带电极板,极板间形成方向水平向右的匀强电场,两板间电压为U=2×103V.长方体B的上表面光滑,下表面与水平面的动摩擦因数μ=0.05(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同).B与极板的总质量mB=1.0kg.带正电量q=6×10-4C的小滑块A的质量mA=0.60kg.假设A所带的电荷量不影响极板间的电场分布.t=0时刻,小滑块A从B表面上的b点以相对地面的速度vA=1.6m/s向左运动,同时B(连同极板)以相对地面的速度vB=0.40m/s向右运动. (l)两板间的电场强度E为多大? (2)B刚开始运动时的加速度大小为多少? (3)若滑块A相对于长方体B最远能到达c点,则b、c的距离L应为多少? |
◎ 答案
(1)两板间的电场强度为E=
(2)小滑块受到的电场力为F=qE=1.2N, 根据牛顿第三定律,长方体B所受到的电场力为F′=F=1.2N B刚开始运动时,受到电场力与摩擦力作用,摩擦力F1=μ(mA+mB)g=0.8N, B刚开始运动时的加速度大小为aB=
(3)设B从开始匀减速到零的时间为t1,则有t1=
sB1=
t1时刻A的速度vA1=vA-aAt1=1.2m/s>0 A的位移sA1=
此t1时间内A相对B运动的位移s1=sA1+sB1=0.32m w1=-f?sB1=-0.032J t1后,由于F′>f,B开始向右作匀加速运动,A继续作匀减速运动,当它们速度相等时A、B相距最远, 设此过程运动时间为t2,它们速度为v,则有对A:速度v=vA1-aAt2 对B:加速度aB1=
速度v=aB1t2解得:v=0.2m/s t=0.5s t2时间内A运动的位移sA2=
B运动的位移sB2=
t2内A相对B的位移s2=sA2-sB2=0.30m摩擦力对B做功为w1=-f?sB2=-0.04J A最远到达b点a、b的距离为L=s1+s2=0.62m 答:(l)两板间的电场强度E为2×103V/m; (2)B刚开始运动时的加速度大小为2m/s2; (3)若滑块A相对于长方体B最远能到达c点,则b、c的距离L应为0.62m. |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,绝缘长方体B置于水平面上,两端固定一对间距D=1m的平行带电极板,极板间形成方向水平向右的匀强电场,两板间电压为U=2×103V.长方体B的上表面光滑,下表面与水平面…”主要考查了你对 【电场强度的定义式】 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。- 最新内容
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