(10分)电荷量为q=1×10-4C的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上,所在空间存在沿水平方向的匀强电场,场强E与时间t的关系及物块速度v与时间t的关系如图所示。若重力加速度g取

◎ 题目

(10分)电荷量为q=1×10-4C的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上,所在空间存在沿水平方向的匀强电场,场强E与时间t的关系及物块速度v与时间t的关系如图所示。若重力加速度g取10 m/s2,求:(1)物块的质量m以及物块与水平面之间的动摩擦因数;(2)物块运动2s过程中,其电势能的改变量。

◎ 答案

◎ 解析


试题分析:(1)由图可知,第1s物块做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有
qE1-μmg=ma,     (2分)
由图线知a=2m/s2   
1s后物块做匀速运动,由平衡条件有    
qE2=μmg 
q(E1-E2)="ma"      (2分)         
代入数据解得:m=0.5kg
μ=qE2/mg="0.4"          (1分)
(2)物块在第1s的位移为 m    (1分)    
物块在第2s的位移为 m   (1分)    
电场力做正功     (2分) 
所以,物块的电势能减少7J。 (1分)
点评:带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同.先分析受力情况再分析运动状态和运动过程(平衡、加速、减速,直 线或曲线),然后选用恰当的规律解题.解决这类问题的基本方法有两种,第一种利用力和运动的观点,选用牛顿第二定律和运动学公式求解;第二种利用能量转化 的观点,选用动能定理和功能关系求解.

◎ 知识点

    专家分析,试题“(10分)电荷量为q=1×10-4C的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上,所在空间存在沿水平方向的匀强电场,场强E与时间t的关系及物块速度v与时间t的关系如图所示。若重力加速度g取…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  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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