Question

【題目】如圖所示，質(zhì)量m＝2.0×10－4kg、電荷量q＝1.0×10－6C的帶正電微粒靜止在空間范圍足夠大的電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．取g＝10 m/s2.

(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向；

(2)在t＝0時(shí)刻，電場(chǎng)強(qiáng)度大小突然變?yōu)?/span>E0＝4.0×103N/C，方向不變．求在t＝0.2 s時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力做的功；

(3)在t＝0.2 s時(shí)刻突然撤掉電場(chǎng)，求帶電微粒回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能．

Answer 1

【答案】(1)2.0×103N/C，方向向上　(2)8.0×10－4J　(3)8.0×10－4J

【解析】(1)因微粒靜止，知其受力平衡，對(duì)其受力分析有：Eq＝mg

，方向向上

(2)在t＝0時(shí)刻，電場(chǎng)強(qiáng)度大小突然變?yōu)?/span>E0＝4.0×103N/C，設(shè)微粒的加速度為a，在t＝0.2 s時(shí)間內(nèi)上升高度為h，電場(chǎng)力做功為W，則qE0－mg＝ma

解得：a＝10 m/s2

h＝at2

解得：h＝0.20 m

W＝qE0h

解得：W＝8.0×10－4J

(3)設(shè)在t＝0.2 s時(shí)刻突然撤掉電場(chǎng)時(shí)微粒的速度大小為v，回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為Ek，

則v＝at

由動(dòng)能定理得mgh＝Ek－mv2

解得：Ek＝8.0×10－4J