问题详情：
如图所示，在方向水平向右、大小为E=6×103 N/C的匀强电场中有一个光滑的绝缘平面．一根绝缘细绳两端分别系有带电滑块*和乙，*的质量为m1=2×10﹣4 kg，带电量为q1=2×10﹣9 C，乙的质量为m2=1×10﹣4 kg，带电量为q2=﹣1×10﹣9 C．开始时细绳处于拉直状态．由静止释放两滑块，t=3s时细绳突然断裂，不计滑块间的库仑力，试求：
（1）细绳断裂前，两滑块的加速度；
在整个运动过程中，乙的电势能增量的最大值；
（3）当乙的电势能增量为零时，*与乙组成的系统机械能的增量．
【回答】
解：对*乙整体分析有：F合=q1E+q2E=（m1+m2）a0
得
m/s2=0.02m/s2．
当乙发生的位移最大时，乙的电势能增量最大．
细绳断裂前，*、乙发生的位移均为
此时*、乙的速度均为
v0=a0t=0.02×3m/s=0.06m/s
细绳断裂后，乙的加速度变为
=﹣0.06m/s2
从细绳断裂乙速度为零，乙发生的位移s乙′为
整个运动过程乙发生的最大位移为
s乙max=s0+s乙′=0.09+0.03m=0.12m
此时乙的电势能增量为
=
=7.2×10﹣7J．
（3）当乙的总位移为零，即乙返回到原出发点时，乙的电势能增量为零．
设细绳断裂后，乙经t′时间返回到原出发点，则有
代入数据，有
解得：t′=3s t′=﹣1s（不合题意，舍去．）
乙回到原出发点时的速度为
v乙′=v0+a乙′t′=0.06﹣0.06×3=﹣0.12m/s
细绳断裂后，*的加速度变为
=0.06m/s2
乙回到原出发点时*的速度为
v*′=v0+a*′t′=0.06+0.06×3m/s=0.24m/s
*与乙组成的系统机械能的增量为
=6.48×10﹣6J．
知识点：静电场及其应用单元测试
题型：计算题