Question

如圖14所示，一帶電量為q=-5×10^-3 C，質量為m=0.1kg的小物塊處于一傾角為θ=37°的光滑絕緣斜面上，當整個裝置處于一水平向左的勻強電場中時，小物塊恰處于靜止狀態．（g取10m/s²）：
（1）求電場強度多大？
（2）若從某時刻開始，電場強度減小為原來的

1

2

，求物塊下滑距離L=1.5m時的速度大小．

Answer 1

分析：（1）小物塊受到重力、電場力和支持力而處于靜止狀態，根據平衡條件求解電場強度．
（2）當電場強度減小為原來的

1

2

時，物塊將沿斜面勻加速下滑，重力做正功，電場力做負功，根據動能定理求解速度大小．

解答：解：（1）小物塊受力如圖，則
      電場力F=mgtanθ
    又F=qE
     得到E=

mgtanθ

q

=1.5×10²N/C
    （2）當電場強度減小為原來的

1

2

時，根據動能定理得
       mgLsinθ-q

1

2

ELcosθ=

1

2

mv2
    代入解得  v=3m/s
答：（1）電場強度為1.5×10^-5N/C．
    （2）若從某時刻開始，電場強度減小為原來的

1

2

，物塊下滑距離L=1.5m時的速度大小為3m/s．

點評：本題是電場中物體平衡問題，根據力學的解題方法和思路進行分析研究．其中電場力是關鍵，它是聯系力學與電場的橋梁．