问题
计算题
如图所示,在倾角为θ的绝缘斜面上,有相距为L的A、B两点,分别固定着两个带电量均为Q的正点电荷。O为AB连线的中点,a、b是AB连线上两点,其中。一质量为m、电荷量为+q的小滑块(可视为质点)以初动能
从a点出发,沿AB直线向b点运动,其中小滑块第一次经过O点时的动能为
,第一次到达b点时的动能恰好为零,已知静电力常量为
。求:
(1)两个带电量均为Q的正点电荷在a点处的合场强大小和方向;
(2)小滑块由a点向b点运动的过程中受到的滑动摩擦力大小;
(3)aO两点间的电势差。
答案
(1) 方向沿斜面向上 (2)
(3)
题目分析:(1)根据真空中点电荷的电场强度的表达式得:
A点处电荷在a处场强,方向沿斜面向上
B点处电荷在a处场强,方向沿斜面向下
根据电场的叠加原理,可知,在a点处的合场强大小和方向分别是:
,方向沿斜面向上
(2)由,O为AB连线的中点得:a、b关于O点对称,则a点与b点等势,即
,小滑块从a点运动到b点的过程中,电场力做功
设小滑块与水平面间的摩擦力大小为f ,小滑块从a点运动到b点的过程中,根据动能定理有
解得:
(3)小滑块从a点运动到O点的过程中,根据动能定理
解得:
考点:本题考查了电学和力学的综合应用。