题目内容
12.在光滑绝缘的水平面上方存在有水平向左的匀强电场,电场强度E=1×102N/C.在水平面上有一个质量m=2×10-3kg,电量q=1×10-5C带正电小球,以v0=2m/s的初速度开始向右运动,如图所示.求:(1)小球在6s末的速度vt和6s内的位移s;
(2)在6s内电场力对小球做功的平均功率.
分析 (1)对小球受力分析,求出电场力,再根据牛顿第二定律可求得加速度,再根据速度公式和位移公式即可求得速度和位移;
(2)根据功的公式可明确6s电场力所做的功,再根据功率公式即可求得平均功率.
解答 解:(1)选择向右为正方向,根据带电小球受力、牛顿第二定律及运动学公式可得:
-Eq=ma
速度:vt=v0+at
位移:s=v0t+$\frac{1}{2}a{t}^{2}$
解得:vt=-1m/s
s=3m
则小球的末速度大小1m/s,方向水平向左,位移大小3m,方向水平向右.
(2)由题意可得小球克服电场力做功为:W=Eqs
6s内的平均功率为:P=$\frac{W}{t}$
解得:P=5×10-4J
答:(1)小球在6s末的速度vt和6s内的位移s分别为1m/s和3m,方向水平向右;
(2)在6s内电场力对小球做功的平均功率为5×10-4J
点评 本题考查带电粒子在电场中的运动,实质上属于牛顿第二定律的应用问题,要注意正确受力分析,明确运动学公式的正确应用即可求解.
练习册系列答案
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