题目内容

在绝缘光滑水平面内建立一平面直角坐标系xOy,在与x轴平行的匀强电场中,一带电量为+2×10-6C、质量为4×10-2kg的带电小物体在该水平面上沿着x轴做直线运动,其位移随时间的变化规律是x=0.3t-0.05t2,式中x、t均用国际单位制的基本单位.求:

(1)该匀强电场的场强大小和方向;

(2)从开始运动到第5s末带电物体所运动的路程;

(3)若第6s末突然将匀强电场的方向变为+y轴方向,场强大小保持不变,在0~8s内带电物体电势能的增量.

(1) 2×103N/C      场强方向沿x轴负方向.                        

(2) 0.65m     (3) -8×104J  


解析:

(1)由x=0.3t-0.05t2知,加速度大小a=0.1m/s2(1分)

              电场力的大小Fma=4×10-2×0.1N=4×103N                          (1分)

          场强大小EF/q=4×103/2×106 N/C=2×103N/C                      (1分)

              场强方向沿x轴负方向.                                                            (1分)

   (2)由x=0.3t-0.05t2知,初速度v0 =0.3m/s                                 (1分)

减速时间为t1v0/a=(0.3 /0.1)s=3s                                       (1分)

         5s内带电物体所经过的路程为

sx1x2=(0.3×3-0.05×32+0.1×22/2)m=0.65m                    (2分)

   (3)由x=0.3t-0.05t2知,第6s末,带电物体的位移为x=0             (2分)

第8s末yat22/2=(0.1×22/2)m=0.2m                                (2分)

         带电物体电势能的增量为

E=-Eqy=-2×103×2×106×0.2J=-8×104J                         (2分)

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