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

问题描述:

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.

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