Question

（11分）如图所示，A是一个质量为1×10^-3kg表面绝缘的薄板，薄板静止在光滑的水平面上，在薄板左端放置一质量为1×10^-3kg带电量为q=1×10^-5C的绝缘物块，在薄板上方有一水平电场，可以通过开关控制其有、无及方向．先产生一个方向水平向右，大小E₁=3×10²V/m的电场，薄板和物块开始运动，作用时间2s后，改变电场，电场大小变为E₂=1×10²V/m，方向向左，电场作用一段时间后，关闭电场，薄板正好到达目的地，物块刚好到达薄板的最右端，且薄板和物块的速度恰好为零. 已知薄板与物块间的动摩擦因数µ=0.1，（薄板不带电，物块体积大小不计，g取10m/s²）求：

（1）在电场E₁作用下物块和薄板的加速度各为多大；

（2）电场E₂作用的时间；（3）薄板的长度和薄板移动的距离．

 

Answer 1

【答案】

（1）  （2）（3） 

【解析】

试题分析：（1）对物块受力分析向右的电场力和向左的摩擦力：

对薄板水平方向仅受到滑动摩擦力作用 

(2)经t₁=2s时  物块  向右

薄板  向右

经2秒后，电场反向，物块作匀减速运动 向左

薄板仍受到滑动摩擦力加速度不变，仍为  向右，

当两者速度相等时，物块恰好到达薄板最右端，以后因为，而不可能滑块匀速滑板匀加速，所以物块和薄板将一起作为整体向右以  向右作匀减速直到速度都为0．

共同速度为  

解得    

物块和薄板获得共同速度至停止运动用时

第二次电场作用时间为 

（3）经t₁=2s时  物块运动   薄板运动 

薄板在t₂时间内位移 

物块在t₂时间内位移为

薄板长度

薄板右端到达目的地的距离为

考点：匀变速直线运动   带电滑块在匀强电场中的运动