Question

电荷量为q=1×10-4C的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向的匀强电场，场强E与

电荷量为q=1×10-4C的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向的匀强电场，场强E与时间t的关系及物块速度v与时间t的关系如图所示．若重力加速度g取10m/s2，求：（1）物块的质量m．（2）物块运动2s过程中，其电势能的改变量．

Answer 1

（1）由图可知，第1s物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有
qE₁-μmg=ma
由图线知a=2m/s² 
1s后物块做匀速运动，由平衡条件有   
  qE₂=μmg   
联立解得q（E₁-E₂）=ma   
由图可得E₁=3×10⁴N/C，E₂=2×10⁴N/C，
代入数据解得：m=0.5kg 
（2）物块在第1s的位移为  s1＝

v

2

t1＝1m 
物块在第2s的位移为  s₂=vt₂=2m 
电场力做正功 W=qE₁s₁+qE₂s₂=7J 
所以，物块的电势能减少7J．  
答（1）物块的质量0.5kg
（2）电势能减少7J．