如右图所示.水平光滑绝缘轨道MN的左端有一个固定挡板.轨道所在空间存在E＝4.0×102N/C.水平向左的匀强电场．一个质量m＝0.10kg.带电荷量q＝5.0×10-5C的滑块.从轨道上与挡板相距x1＝0.20m的P点由静止释放.滑块在电场力作用下向左做匀加速直线运动．当滑块与挡板碰撞后滑块沿轨道向右做匀减速直线运动.运动到与挡板相距x2＝题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如右图所示，水平光滑绝缘轨道MN的左端有一个固定挡板，轨道所在空间存在E＝4.0×10²N/C、水平向左的匀强电场．一个质量m＝0.10kg、带电荷量q＝5.0×10^－5C的滑块(可视为质点)，从轨道上与挡板相距x₁＝0.20m的P点由静止释放，滑块在电场力作用下向左做匀加速直线运动．当滑块与挡板碰撞后滑块沿轨道向右做匀减速直线运动，运动到与挡板相距x₂＝0.10m的Q点，滑块第一次速度减为零．若滑块在运动过程中，电荷量始终保持不变，求：

(1)滑块沿轨道向左做匀加速直线运动的加速度的大小；

(2)滑块从P点运动到挡板处的过程中，电场力所做的功；

(3)滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能．

解析：　(1)设滑块沿轨道向左做匀加速运动的加速度为a

此过程滑块所受合外力F＝qE＝2.0×10^－²N

根据牛顿第二定律F＝ma，解得a＝0.20m/s².

(2)滑块从P点运动到挡板处的过程中，电场力所做的功

W₁＝qEx₁＝4.0×10^－³J.

(3)滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能等于滑块由P点运动到Q点过程中电场力所做的功

即ΔE＝qE(x₁－x₂)＝2.0×10^－³J.

答案：　(1)0.20m/s²　(2)4.0×10^－3J　(3)2.0×10^－3J

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A．此时线框中的电功率为4B²a²v²/R

B．此时线框的加速度为4B²a²v/(mR)

C．此过程通过线框截面的电荷量为Ba²/R

D．此过程回路产生的电能为0.75mv²

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