Question

質(zhì)量m=2．0×10^-4kg、電荷量q=1．0×10^-6C的帶正電微粒懸停在空間范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E₁．在t=0時(shí)刻，電場(chǎng)強(qiáng)度突然增加到E₂=4．0×10³N/C，場(chǎng)強(qiáng)方向保持不變．到t=0．20s時(shí)刻再把電場(chǎng)方向改為水平向右，場(chǎng)強(qiáng)大小保持不變．取g=10m/s²．求：

 

1.原來(lái)電場(chǎng)強(qiáng)度E₁的大��？

2.t=0．20s時(shí)刻帶電微粒的速度大小？

3.帶電微粒運(yùn)動(dòng)速度水平向右時(shí)刻的動(dòng)能？

 

Answer 1

 

1.

2.2m/s

3.1．6×10^-3J

解析:（1）當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)為E₁的時(shí)候，帶正電微粒靜止，所以mg=E₁q（2分）

所以  （1分）

（2）當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)為E₂的時(shí)候，帶正電微粒由靜止開(kāi)始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)0．20s后的速度為v， 由牛頓第二定律：E₂q-mg=ma（2分）由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 v=at=2m/s（1分）

（3）把電場(chǎng)E₂改為水平向右后，帶電微粒在豎直方向做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)帶電微粒速度達(dá)到水平向右所用時(shí)間為t₁，則 0-v₁=-gt₁解得：t₁=0．20s （2分）

設(shè)帶電微粒在水平方向電場(chǎng)中的加速度為a₂，

根據(jù)牛頓第二定律 qE₂=ma₂ ， 解得：a₂=20m/s² （2分）

設(shè)此時(shí)帶電微粒的水平速度為v₂， v₂=a₂t₁，解得：v₂=4．0m/s

設(shè)帶電微粒的動(dòng)能為E_k，E_k==1．6×10^-3J（2分）