Question

一塊矩形絕緣平板放在光滑的水平面上，另有一質量為m、帶電荷量為q的小物塊沿板的上表面以某一初速度從板的A端水平滑上板面，整個裝置處于足夠大豎直向下的勻強電場中，小物塊沿平板運動至B端且恰好停在平板的B端.如圖所示，若勻強電場大小不變，但是反向，當小物塊仍由A端以相同的初速度滑上板面，則小物塊運動到距A端的距離為平板總長的處時，就相對于平板靜止了.求：

（1）小物塊帶何種電荷；

（2）勻強電場場強的大小.

Answer 1

（1）負電  （2）E=

解析：（1）由能量和受力分析知，小球必帶負電荷.

（2）設小物塊m初速度為v₀，平板的質量為M，長度為L，m和M相對靜止時的共同速度為v,m和M之間的動摩擦因數為μ.

在小物塊由A端沿板運動至B端的過程中，對系統應用功能關系有：

μ(mg-qE)L=mv₀-(m+M)v²

在電場反向后，小物塊仍由A端沿板運動至相對板靜止的過程中，對系統應用功能關系有：

μ(mg+qE)=mv₀-(m+M)v²

聯立以上各式得：E=.