Question

如图所示，在竖直平面内建立xOy直角坐标系，Oy表示竖直向上的方向．已知该平面内存在沿x轴负方向的区域足够大的匀强电场，现有一个带电量为2.5×10^-4C 的小球从坐标原点O沿y轴正方向以0.4kg?m/s的初动量竖直向上抛出，它到达的最高点位置为图中的Q点，不计空气阻力，g取10m/s²．小球带

负

电荷；匀强电场的电场强度大小

1000V/m

．

Answer 1

分析：根据小球的运动的情况可以判断小球受到的电场力的方向，从而可以判断小球带电的性质；
根据竖直方向上的竖直上抛运动，可以求得初速度，根据动量可以求得质量的大小，在根据水平方向的匀加速计算电场强度的大小．

解答：解：电场的方向是向左的，根据图可知，小球向右偏转，说明受到的电场力的方向是向右的，所以小球带的是负电．
在竖直方向上做的是竖直上抛运动，上升的高度为3.2m，
根据v²-v₀²=-2gh可得
初速度的大小为v₀=

2gh

=

2×10×3.2

=8m/s，
根据h=v₀t-

1

2

gt²，
解得上升的时间t=0.8s．
根据初动量为0.4kg?m/s可得，小球的质量为m=

P

v

=

0.4

8

=0.05kg，
在水平方向上只受到电场的作用，做匀加速运动，
根据x=

1

2

at²=

1

2

×

qE

m

×t²，
即1.6=

1

2

×

2.5×10-4×E

0.05

×0.8²
解得 E=1000V/m．
故答案为：负，1000V/m．

点评：小球在竖直方向是做的是竖直上抛运动，水平方向是在电场力的作用下的匀加速直线运动，根据两个方向上的不同的运动逐步的分析即可．