问题 问答题

长木板AB放在水平面上,如图所示,它的下表面光滑而上表面粗糙,一个质量为m、电量为q的小物块C从A端以某一初速起动向右滑行.当存在向下的匀强电场时,C恰能滑到B端,当此电场方向改为向上时,C只能滑到AB的中点,求此电场的场强.

答案

由题设条件判断可知,带电粒子应带负电.

设动摩擦因数为μ,场强大小为E,板长为L,物体的初速度为v.D在匀强磁场竖直向下时,在板上滑行后达到共同速度v',据动量定理有

   mv=(m+M)v′

而小物块C在板AB上的相对位移为L.据功能关系有

μ(mg-qE)L=

1
2
mv2-
1
2
(m+M)v′2       ①

当匀强电场变为竖直向上时,小物块C在板上滑行后也最终达到共同速度v′

根据小物块C在板AB的相对位移只有L/2,用功能关系可得

  μ(mg+qE)

1
2
L=
1
2
mv2-
1
2
(m+M)v′2         ②

①式比②式得

mg-qE
mg+qE
=
1
2

得E=

mg
3q

答:此电场的场强为

mg
3q

单项选择题
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