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) -8×10-4J
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F=ma=4×10-2×0.1N=4×10-3N (1分)
场强大小E=F/q=4×10-3/2×10-6 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t1=v0/a=(0.3 /0.1)s=3s (1分)
5s内带电物体所经过的路程为
s=x1+x2=(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y=at22/2=(0.1×22/2)m=0.2m (2分)
带电物体电势能的增量为
△E=-Eqy=-2×103×2×10-6×0.2J=-8×10-4J (2分)
A、0~4s内物体的运动轨迹是一条直线 | B、0~4s内物体的运动轨迹是一条抛物线 | C、前2s内物体做匀加速直线运动,后2s内物体做匀变速曲线运动 | D、物体在4s末时的位置坐标为(12m,8 m) |