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【物理】物理带电粒子在电场中的运动易错剖析及解析

一、高考物理精讲专题带电粒子在电场中的运动

1．如图，一带电荷量 q=+0.05C、质量 M=lkg 的绝缘平板置于光滑的水平面上，板上靠右

端放一可视为质点、质量 m=lkg 的不带电小物块，平板与物块间的动摩擦因数 μ=0.75 ．距

平板左端 L=0.8m 处有一固定弹性挡板，挡板与平板等高，平板撞上挡板后会原速率反弹。

整个空间存在电场强度 E=100N/C 的水平向左的匀强电场。现将物块与平板一起由静止释

放，已知重力加速度 g=10m/s 2 ，平板所带电荷量保持不变，整个过程中物块未离开平板。

求： 1 （ ）平板第二次与挡板即将碰撞时的速率； （2 ）平板的最小长度； 3 （ ）从释放平板到两者最终停止运动，挡板对平板的总冲量。 【答案】（ 1）平板第二次与挡板即将碰撞时的速率为 1.0m/s; （2 ）平板的最小长度为

0.53m; （3）从释放平板到两者最终停止运动，挡板对平板的总冲量为 8.0N?s 【解析】 【详解】 （1）两者相对静止，在电场力作用下一起向左加速， qE 2

有 a= =2.5m/s ＜ μg m 1 2

故平板 M 与物块 m 一起匀加速，根据动能定理可得： qEL= （M+m ）v 1 2

解得 v=2.0m/s

平板反弹后，物块加速度大小 a1= mg =7.5m/s 2 ，向左做匀减速运动 m qE mg 2

平板加速度大小 a2 = =12.5m/s ， m

平板向右做匀减速运动，设经历时间 t 1 木板与木块达到共同速度 v1 ′，向右为正方向。

-v1 +a1t 1=v 1-a2t 1

解得 t 1 =0.2s，v 1 ' =0.5m/s ，方向向左。 1 2

此时平板左端距挡板的距离： x=v 1t 1 a t =0.15m 2 1 2