题目内容

如下图所示,在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场,现有一个质量m=2.0×10-3kg、电量q=2.0×10-6C的带正电的物体(可视为质点),从O点开始以一定的水平初速度向右做直线运动,其位移随时间的变化规律为s=6.0t-10t2,式中s的单位为m,t的单位为s。不计空气阻力,取g=10m/s2

1.求匀强电场的场强大小和方向;

2.求带电物体在0~0.5s内电势能的变化量。

 

【答案】

 

1.E=2.0×104N/C,方向向左

2.电势能增加2×10-2J

【解析】(1)由s=6.0t-10t2得加速度大小为:a=20m/s2 (1分)

根据牛顿第二定律:Eq=ma(1分) 解得,场强大小为:E=2.0×104N/C (1分)

电场强度方向水平向左 (1分)

(2)由s=6.0t-10t2得,初速度大小为:v0=6.0m/s (1分)

减速时间:t1==0.3s (1分)

0.3s内经过的路程x1=v0t1-at2=0.9 m (1分)

后0.2s物体做反向匀加速直线运动,经过的路程 x2=at2=0.4m (1分)

物体在0.5s内发生的位移为x=x1-x2=0.5m(1分)

电场力做负功,电势能增加:ΔEp=Eqx=2×10―2J (1分)

 

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