如图所示，绝缘水平面上相距L=1.6m的空间内存在水平向左的匀强电场E，质量m=0.1kg、带电量q=+1×10-7C的滑块（视为质点）以v0=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

Question

如图所示，绝缘水平面上相距L=1.6m的空间内存在水平向左的匀强电场E，质量m=0.1kg、带电量q=+1×10^-7C的滑块 （视为质点） 以v₀=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μ=0.4，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．（g取10m/s²）

（1）如果滑块能从电场右边界离开电场区域，电场强度E的取值范围多大．
（2）如果滑块能从电场左边界离开电场区域，电场强度E的取值范围多大．
（3）如果滑块能离开电场区域，试在W-F坐标中画出电场力对滑块所做的功W与电场力F的关系图象．

Answer 1

（1）滑块恰好到达右边界时，由动能定理得：
-μmgL-qEL=0-(1)/(2)mv₀²，代入数据解得：E=1×10⁶N/C，
小滑块能右侧离开电场区域，0＜E≤1×10⁶N/C；
（2）由（1）可知，滑块恰好到达右边界时，E=1×10⁶N/C，
滑块能从左边界离开电场，滑块速度变为零后能反向运动，
电场力应大于摩擦力，即：qE＞μmg，解得：E＞4×10⁶N/C，
则滑块从左边离开电场时的条件为：E＞4×10⁶N/C；
（3）小滑块不离开电场时，最小电场力F=qE=1.0×10^-7×10⁶N=0.1N
最大电场力F=qE=1×10^-7×4×10⁶N=0.4N
若F≤0.1N，小滑块将从右侧离开电场区域，此过程小滑块的电场中的位移s=1.6m，则电场力做功W=-Fs=-1.6J．
若F＞0.4N，小滑块将从右侧离开电场区域，此过程中小滑块在电场中的位移s=0，电场力做功为0，则W=0．
答：（1）如果滑块能从电场右边界离开电场区域，电场强度E的取值范围是：0＜E≤1×10⁶N/C；
（2）如果滑块能从电场左边界离开电场区域，电场强度E的取值范围是：E＞4×10⁶N/C；
（3）图象如图所示．