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如图所示 一带电荷量为+q 质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上 当整个装

时间:2023-09-29 16:08:26

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如图所示 一带电荷量为+q 质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上 当整个装

问题补充:

如图所示,一带电荷量为+q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上,当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中,小物块恰好静止.重力加速度取g,sin?37°=0.6,cos?37°=0.8.

求:(1)水平向右的电场的电场强度;

(2)若将电场强度减小为原来的,小物块的加速度是多大.

答案:

解:

(1)建立如图所示坐标系,对物体进行受力分析,根据平衡列方程:

在x轴方向:F合x=Fcosθ-mgsinθ=0

在y轴方向:F合y=FN-mgcosθ-Fsinθ=0

联列代入θ=37°得:F=

在电场中电场力F=qE可得电场强度E==.

(2)建立如图所示坐标系对物体受力分析有:

物体在x轴方向所受的合外力为:F合x=Fcosθ-mgsinθ=ma

由此得物体产生的加速度为:

又因为电场强度变为原来的,所以此时物体受到的电场力F=qE′=

则物体产生的加速度(负号表示方向沿x轴负方向)

所以物体产生的加速度的大小为0.3g.

答:(1)水平向右的电场的电场强度E=;

(2)若将电场强度减小为原来的,小物块的加速度是0.3g.

解析分析:(1)对小物块进行受力分析,小物块受重力、斜面支持力和电场力三个力作用,电场力水平向右,根据小物块受力平衡列方程可求电场力的大小,在匀强电场中电场力F=qE,在已知F和q的情况下,可以计算出E.

(2)电场强度减小为原来的,则小物块受到的电场力减小为原来的,物块受到的重力不变,支持力方向不变,小物块在垂直于斜面方向所受合力为0,平行于斜面的方向的合力使物块产生加速度.

点评:正确的受力分析,根据平衡列方程可得电场力F的大小,又因电场力F=qE,正确的受力分析并列出方程是解题的关键.

如图所示 一带电荷量为+q 质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上 当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中 小物块恰好静止.重力加速度取g sin?37°=0

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