Question

18．如圖所示，在光滑絕緣的水平面上，有一靜止在A點(diǎn)的質(zhì)量為m=1×10^-3kg帶負(fù)電的小球，現(xiàn)加一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)使小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為W=0.2J，已知A、B兩點(diǎn)間距離為L(zhǎng)=0.1m，電勢(shì)差為U_AB=20V．
（1）判斷勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向；
（2）求電場(chǎng)強(qiáng)度的大��；
（3）求小球的電量；
（4）求小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速率．

Answer 1

分析 根據(jù)電勢(shì)的高低判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，根據(jù)E=$\frac{U}cqoi2eq$求出電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，結(jié)合電場(chǎng)力做與電勢(shì)差的關(guān)系求出小球的電量．根據(jù)動(dòng)能定理求出小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速率．

解答 解：（1）因?yàn)樾∏驇ж?fù)電，由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，知A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)低，可知電場(chǎng)強(qiáng)度的方向水平向左．
（2）電場(chǎng)強(qiáng)度為：E=$\frac{U}{L}$=$\frac{20}{0.1}$=200V/m．
（3）根據(jù)W=qU_AB，解得小球的電量為：q=$\frac{W}{{U}_{AB}}$=$\frac{0.2}{-20}$=-0.01C．
（4）根據(jù)動(dòng)能定理得：$W=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$，
解得：v_B=$\sqrt{\frac{2W}{m}}$=$\sqrt{\frac{2×0.2}{1×1{0}^{-3}}}$=20m/s．
答：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的方向水平向左．
（2）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為200V/m．
（3）小球的電量為-0.01C．
（4）小球到達(dá)B點(diǎn)的速率為20m/s．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系，電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，注意E=$\frac{U}uwkw8i4$中，d表示沿電場(chǎng)線(xiàn)方向上的距離．