(18分)、如图所示，绝缘水平面上相k=1.6m的空间内存在水平向左的匀强电场，质量=0.1kg、带电量=+1×的滑块(视为质点)以=4m／s的初速度沿水平面向右进入电场区域，滑块与水平

Question

(18分)、如图所示，绝缘水平面上相 _k =1.6m的空间内存在水平向左的匀强电场 ，质量 =0.1kg、带电量 =+1× 的滑块 (视为质点) 以 =4m／s的初速度沿水平面向右进入电场区域，滑块与水平面间的动摩擦因数 =0.4，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。(g取10m/ )
(1) 如果滑块不能离开电场区域，电场强度 的取值范围多大。 
(2) 如果滑块能离开电场区域，请根据有关计算讨论后在 坐标中画出电场力对滑块所做的功 与电场力 的关系图象。

Answer 1

(1) (2)W=0                            

(1)小滑块在摩擦力和电场力的作用下，向右做匀减速直线运动，设加速度为a，依题意和牛顿第二定律，有：
                           ①……
又：                                ②……
                                 ③……3分
若小滑块不会从右侧离开电场区域，由匀变速直线运动规律，有：
                             ④……
联立①②③④并代入数据得：   ⑤……3分
若小滑块不会从左侧离开电场区域，必须满足：
2 ≤f                                 ⑥……
②⑤⑥可得：        ⑦……2分
(2)如果小滑块会离开电场区域，电场力F必须满足:
F="qE=" 1×10 ^-7 ×10 ⁶ ≤0.1N            ⑧……
或   F=qE = 1×10 ^-7 ×4×10 ⁶ ＞0.4N           ⑨……2分
若F≤0.1N，小滑块将从右侧离开电场区域，此过程小滑块在电场中的位移s=1.6m，则电场力做功                      ⑩……2分
若F＞0.4N，小滑块将从左侧离开电场区域，此过程小滑块在电场中的位移s=0，电场力做功为0，即W=0                           ……2分
评分说明：正确作图共4分

本题结合电场力考查牛顿第二定律的应用，小滑块在摩擦力和电场力的作用下，向右做匀减速直线运动，判断出摩擦力方向，由牛顿第二定律可求得加速度大小，如果小滑块不会从右侧离开电场区域，由匀变速直线运动规律可求得加速度取值范围，同时得到电场强度的取值范围，如果小滑块不会从左侧离开电场区域，必须满足电场力小于等于最大静摩擦力，从而求得场强取值范围，同理如果小滑块会离开电场区域，电场力F必须小于等于0.1N或大于0.4N，根据这两个范围确定电场力做功的大小