Question

【題目】如圖所示，光滑斜面(足夠長)傾角為37°，一帶正電的小物塊質(zhì)量為m，電荷量為q，置于斜面上，當(dāng)沿水平方向加如圖所示的勻強電場時，帶電小物塊恰好靜止在斜面上，從某時刻開始，電場強度變化為原來的2倍，(sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g=10 m/s2)求：

(1)原來的電場強度；

(2)電場變化后小物塊的加速度的大小和方向；

(3)電場變化后2 s內(nèi)小物塊電勢能的變化量.

Answer 1

【答案】(1)(2)6 m/s2，方向沿斜面向上(3)電勢能減小了14.4mg焦耳

【解析】

(1)對小物塊受力分析如圖所示，小物塊靜止于斜面上，

則mgsin 37°=qEcos 37°，E=

(2)當(dāng)場強變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍時，小物塊受到的合外力F合=2qEcos 37°－mgsin 37°=0.6mg，

又F合=ma，所以a=6m/s2，方向沿斜面向上

(3)由運動學(xué)公式 x=at2=×6×22m=12 m.

靜電力做功W=2qExcos 37°=14.4mg焦耳

所以，電勢能的變化量為-14.4mg焦耳，即電勢能減小了14.4mg焦耳