18.如圖所示,豎直平面內(nèi)有一段絕緣的圓弧軌道AB和絕緣的水平軌道BC相切于B,其中AB圓弧軌道的圓心為O,
,圓心角θ=53°,圓弧軌道光滑,BC軌道粗糙且足夠長(zhǎng),滑塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,軌道AB左側(cè)d=0.6m的區(qū)域存在一豎直向下勻強(qiáng)電場(chǎng)E
1,BC軌道區(qū)域存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E
2,一質(zhì)量為m=0.2kg,電量|q|=1.0×10
-4C的滑塊以一定的初速度從電場(chǎng)E
1的左邊界水平拋入,滑塊恰好能做直線運(yùn)動(dòng),假定最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,g=10m/s
2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:
(1)滑塊的電性和E
1的大小;
(2)若電場(chǎng)E
1大小不變,方向反向,要使滑塊恰好能從A點(diǎn)沿切線滑入軌道,求滑塊水平拋入電場(chǎng)E
1時(shí)的初速度,以及進(jìn)入A點(diǎn)時(shí)的速度;
(3)在第(2)問(wèn)的條件下,若電場(chǎng)E
2的大小可在0到3×10
4N/C范圍內(nèi)調(diào)節(jié),當(dāng)E
2取不同值時(shí),求滑塊最終因摩擦而產(chǎn)生的熱量。(Q可用E
2表示)