题目内容
（2013?海淀区一模）如图所示，质量m=2.0×10-4kg、电荷量q=1.0×10-6C的带正电微粒静止在空间范围足够大的电场强度为E1的匀强电场中．取g=10m/s2．（1）求匀强电场的电场强度E1的大小和方向；
（2）在t=0时刻，匀强电场强度大小突然变为E2=4.0×103N/C，且方向不变．求在t=0.20s时间内电场力做的功；
（3）在t=0.20s时刻突然撤掉电场，求带电微粒回到出发点时的动能．
分析：（1）带正电微粒静止匀强电场中，重力与电场力平衡，即可由平衡条件求得电场强度E1的大小和方向；
（2）在t=0时刻，匀强电场强度大小突然变为E2=4.0×103N/C后，粒子向上做匀加速运动，根据牛顿第二定律求得加速度，由运动学位移公式求出位移，即可求得电场力做的功；
（3）在t=0.20s时刻突然撤掉电场，根据动能定理求解带电微粒回到出发点时的动能．
（2）在t=0时刻，匀强电场强度大小突然变为E2=4.0×103N/C后，粒子向上做匀加速运动，根据牛顿第二定律求得加速度，由运动学位移公式求出位移，即可求得电场力做的功；
（3）在t=0.20s时刻突然撤掉电场，根据动能定理求解带电微粒回到出发点时的动能．
解答：解：（1）设电场强度为E，则有
Eq=mg
得 E=
=
N/C=2.0×103N/C，方向向上．
（2）在t=0时刻，电场强度突然变化为E2=4.0×103N/C，设微粒的加速度为a，在t=0.20s时间内上升高度为h，电场力做功为W，则
qE2-mg=ma1
解得：a1=10m/s2
则 h=
a1t2
解得：h=0.20m
电场力做的功为W=qE2h
代入解得：W=8.0×10-4J
（3）设在t=0.20s时刻突然撤掉电场时粒子的速度大小为v，回到出发点时的动能为Ek，则
v=at
根据动能定理得：mgh=Ek-
mv2
得Ek=mgh+
mv2
解得：Ek=8.0×10-4J
答：（1）求匀强电场的电场强度E1的大小是2.0×103N/C，方向向上．
（2）在t=0.20s时间内电场力做的功为8.0×10-4J．
（3）带电微粒回到出发点时的动能是8.0×10-4J．
Eq=mg
得 E=
| mg |
| q |
| 2.0×10-4×10 |
| 1.0×10-6 |
（2）在t=0时刻，电场强度突然变化为E2=4.0×103N/C，设微粒的加速度为a，在t=0.20s时间内上升高度为h，电场力做功为W，则
qE2-mg=ma1
解得：a1=10m/s2
则 h=
| 1 |
| 2 |
解得：h=0.20m
电场力做的功为W=qE2h
代入解得：W=8.0×10-4J
（3）设在t=0.20s时刻突然撤掉电场时粒子的速度大小为v，回到出发点时的动能为Ek，则
v=at
根据动能定理得：mgh=Ek-
| 1 |
| 2 |
得Ek=mgh+
| 1 |
| 2 |
解得：Ek=8.0×10-4J
答：（1）求匀强电场的电场强度E1的大小是2.0×103N/C，方向向上．
（2）在t=0.20s时间内电场力做的功为8.0×10-4J．
（3）带电微粒回到出发点时的动能是8.0×10-4J．
点评：本题通过分析受力情况来分析运动情况，按时间顺序进行分析，关键要把握每个过程的运动规律，运用运动学公式、牛顿第二定律和动能定理结合进行研究．
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