题目内容

(10分)质量m=2.0×10-4kg、电荷量q=1.0×10-6C的带正电微粒悬停在空间范围足够大的匀强电场中,电场强度大小为E1.在t=0时刻,电场强度突然增加到E2=4.0×103N/C,场强方向保持不变.到t=0.20s时刻再把电场方向改为水平向右,场强大小保持不变.取g=10m/s2.求:
(1)原来电场强度E1的大小?
(2)t=0.20s时刻带电微粒的速度大小?
(3)带电微粒运动速度水平向右时刻的动能?
(1) (2)2m/s  (3)1.6×10-3J

试题分析:(1)当场强为E1的时候,带正电微粒静止,所以mg=E1q
所以
(2)当场强为E2的时候,带正电微粒由静止开始向上做匀加速直线运动,设0.20s后的速度为v,  
由牛顿第二定律:E2q-mg=ma  由运动学公式 v=at=2m/s
(3)把电场E2改为水平向右后,带电微粒在竖直方向做匀减速运动,设带电微粒速度达到水平向右所用时间为t1,则 0-v1=-gt1解得:t1=0.20s 设带电微粒在水平方向电场中的加速度为a2
根据牛顿第二定律 q E2=ma2, 解得:a2=20m/s2设此时带电微粒的水平速度为v2, v2=a2t1,解得:v2=4.0m/s
设带电微粒的动能为Ek, Ek==1.6×10-3J
点评:本题学生明确场强大小改变后,微粒先做匀加速直线运动,电场E2改为水平向右后,要用运动的合成与分解即研究竖直方向的运动和水平方向的运动。
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