2024年江西省高考物理电场复习题
34．如图所示，绝缘轨道CDGH位于竖直平面内，圆弧段DG的圆心角为θ＝37°，DG与水平段CD、倾斜段GH分别相切于D点和G点，CD段粗糙，DGH段光滑，在H处固定一垂直于轨道的绝缘挡板，整个轨道处于场强为E＝1×104N/C、水平向右的匀强电场中．一质量m＝4×103kg、带电量q＝+3×106C的小滑块在C处由静止释放，经挡板
﹣
﹣
碰撞后滑回到CD段的中点P处时速度恰好为零．已知CD段长度L＝0.8m，圆弧DG的半径r＝0.2m；不计滑块与挡板碰撞时的动能损失，滑块可视为质点．求： （1）滑块与CD段之间的动摩擦因数μ； （2）滑块在CD段上运动的总路程．
（3）滑块与绝缘挡板碰撞时的最大动能和最小动能．
【解答】解：（1）滑块由C处释放，经挡板碰撞后第一次滑回P点的过程中，由动能定理得：
????2???????(??+2)=0① 解出??=3????=0.25②
（2）滑块在CD段上受到的滑动摩擦力μmg＝0.01N、电场力qE＝0.03N，滑动摩擦力小于电场力，故不可能停在CD段，滑块最终会在DGH间来回往复运动，到达D点的速度为0．
全过程由动能定理得： qE?L+（﹣μmgs）＝0﹣0③ 解出??=????????=3??=2.4??④
（3）GH段的倾角θ＝37°，滑块受到的重力mg＝0.04N，电场力qE＝0.03N
qEcosθ＝mgsinθ＝0.024N，加速度a＝0．所以滑块与绝缘挡板碰撞的最大动能为滑块第一次运动到G点的动能．
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对C到G过程由动能定理得：
????最大=????(??+??????????)??????????????(?????????????)=0.018??⑤ 滑块最终在DGH间来回往复运动，碰撞绝缘体有最小动能 对D到G过程由动能定理得：
????最小=Eqrsinθ﹣mg（r﹣rcosθ）＝0.002J⑥ 答：（1）滑块与CD段之间的动摩擦因数μ为0.25； （2）滑块在CD段上运动的总路程2.4m．
（3）滑块与绝缘挡板碰撞时的最大动能0.018J，最小动能为0.002J．
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2024年江西省高考物理电场复习题(34) - 图文
