Question

7．如图所示，空间有一竖直向下的匀强电场，一个质量为m、电量为q的小物块以某一速度经过A点后能向右运动到B点停下．若此电场方向改为竖直向上时．该物块仍以相同速度经过A点后只能运动到AB的中点就停下来．已知重力加速度为g，求物块带电的电性及此电场的电场强度的大小．

Answer 1

分析 电场方向改为竖直向上后，物块相对木板运动的位移变小，说明摩擦力变大，找出电场力的方向判断所带电荷的性质．
当电场方向向下时，由动能定理列出等式．电场方向向上时，由再由动能定理列出等式求解

解答 解：（1）电场方向改为竖直向上后，物块相对木板运动的位移变小，说明摩擦力变大，它们之间的压力变大了，物块所受的电场力向下，所以物块带负电．
（2）设匀强电场的场强大小为E，木板质量为m，AB间的长度为L，物块的初速度为v，
当电场方向向下时：
由物块在竖直方向受力平衡得：N₁+qE=mg
由动能定理得：μN₁L=0-$\frac{1}{2}$mv²
当电场方向向上时：
由物块在竖直方向受力平衡得：qE+mg=N₂
由动能定理得：μN₂•$\frac{1}{2}$L=0-$\frac{1}{2}$mv²
解得：E=$\frac{mg}{3q}$
答：（1）带负电．
（2）匀强电场场强的大小是$\frac{mg}{3q}$

点评 解决该题关键要对物体进行受力分析，能运用受力分析和动能定理求解问题，难度一般．