Question

【題目】如圖所示，空間存在水平方向的勻強電場，帶電量為的絕緣滑塊，其質量m＝1 kg，靜止在傾角為θ＝30°的光滑絕緣斜面上，斜面的末端B與水平傳送帶相接（滑塊經過此位置滑上皮帶時無能量損失），傳送帶的運行速度v0＝3 m/s，長L＝1.4 m。今將電場撤去，當滑塊滑到傳送帶右端C時，恰好與傳送帶速度相同。滑塊與傳送帶間的動摩擦因數μ＝0.25，g＝10 m/s2。

(1)求勻強電場的電場強度E；

(2)求滑塊下滑的高度；

(3)若滑塊滑上傳送帶時速度大于3 m/s，求滑塊在傳送帶上滑行的整個過程中產生的熱量。

Answer 1

【答案】（1）1000N/C，方向水平向左 ；（2）0.8m；（3）0.5J.

【解析】試題分析：（1）根據題意滑塊在電場中應滿足：

得：

即大小為1000N/C，方向水平向左

（2）在水平傳送帶上：代入數據得：a=0.5m/s2

若滑塊自B點勻加速到C，則：

代入數據得：

由動能定理得：

整理得：h1=0.1m

若滑塊自B點勻減速到C，則：

代入數據得：vB2=4m/s

由動能定理得：

整理得： h2=0.8m

（3）根據題意，物塊在傳送帶上應滿足：，且

整理得：t=0.4s

該時間段內傳送帶傳送距離滿足：

整理得：x=1.2m

根據能量守恒可知：

代入數值得：Q=0.5J