Question

11．如图所示，匀强电场的电场强度E=10³ V/m，在绝缘水平面上从A点由静止释放一质量m=1Kg电荷量q=+2×10^-3 C物体，在电场力的作用下物体沿水平面匀加速到B点．已知物体与水平面的动摩擦因数为0.1，从A到B的时间为2s，（取g=10m/s²）
求
（1）物体的加速度
（2）到B点的速度
（3）AB两点的电势差．

Answer 1

分析 （1）明确小物块在电场中的受力情况，根据牛顿第二定律可求得加速度；
（2）根据速度公式可求得物体的速度；
（3）根据位移公式可求得AB间的距离，由U=Ed即可求出AB之间的电势差．

解答 解：（1）小物块受到重力、支持力、电场力和摩擦力的作用，沿水平方向：
qE-f=ma
其中：f=μN=μmg
代入数据解得：a=1.0 m/s²
（2）由A到B，根据速度公式可知：
v=at
解得：v=1.0×2=2  m/s
（3）由A到B由位移公式可得：
$x=\frac{1}{2}a{t^2}$
得：x=2 m
A、B之间的电势差：${U}_{AB}=Ex=1{0}^{3}×2=2×1{0}^{3}$V
答：（1）小物块的加速度a是1.0 m/s²
（2）小物块到达B点时的速度v是2m/s；
（3）A、B间的电势差是2×10³V．

点评 本题考查带电粒子在电场中运动专题，要注意明确物块在电场中受电场力沿电场线方向，注意根据牛顿第二定律进行分析，明确加速度在力和运动中的桥梁作用．