Question

【题目】如图所示，竖直虚线1、水平虚线2间存在竖直向上、场强大小为的匀强电场，水平进线2、3之间的距离为，且2、3之间存在方向水平向右大小未知的匀强电场，可视为质点质设为m=0.1kg、电荷量为的带正电的物体由虚线1上的A点以水平向右的速度射入电场，经过一段时间物体由虚线2上的B点进入水平向右的电场，此后物体在虚线2、3之间沿直线到达虚线3上的C点（C点图中未画出）.已知OA=OB=0.4m，重力加速度g=10m/s2.求：

（1）物体射入电场的速度应为多大？

（2）B、C两点之间电势差的大小以及物体从C点射出时的动能有多大？

Answer 1

【答案】（1）v0=1m/s（2）EkC=0.45J

【解析】

(1)物体进入竖直向上的匀强电场后做类平抛运动，物体带正电，受到的电场力竖直向上,根据牛顿第二定律得：

解得：

a==5m/s2

根据平抛运动规律有，物体沿水平方向做匀速运动：

沿竖直方向有：

yAO=

整理得

代入数据解得

v0=lm/s

(2)物体到达B点时的竖直方向的速度：

vy==2m/s

因为物体在虚线2、3之间做直线运动，所以合外力的方向与速度方向在一条直线上，

即速度方向与合外力的方向相同，则有：

解得

E2=50N/C

设物体在水平电场中运动的水平距离为l，则有：

得

l=0.1m

根据

UBC=E2l

解得

UBC=5V

物体由A到C的过程中，由动能定理有

解得

EkC=0.45J