题目内容

(08年昆明一中期末)(12分)如图所示,在竖直平面内建立xOy直角坐标系,Oy表示竖直向上的方向。已知该平面内存在沿x轴负方向的区域足够大的匀强电场,现有一个带电量为2.5×10-4C的小球从坐标原点O沿y轴正方向以0.4kg.m/s的初动量竖直向上抛出,它到达的最高点位置为图中的Q点,不计空气阻力,g取10m/s2.

   (1)指出小球带何种电荷; 

 (2)求匀强电场的电场强度大小;

   (3)求小球从O点抛出到落回x轴的过程中电势能的改变量。

(1)小球带负电

(2)小球在y方向上做竖直上抛运动,在x方向做初速度为零的匀加速运动,最高点Q的坐标为(1.6m, 3.2m)  由     ①

 

代入数据得  

 

    由初动量p=mv0              ② 

 

解得 m=0.05kg   

 

 又 ③

 ④    

 

由③④代入数据得E=1×103N/C 

 

   (3)由④式可解得上升段时间为t=0.8s  所以全过程时间为 

 

代入③式可解得x方向发生的位移为x=6.4m 

 

由于电场力做正功,所以电势能减少,设减少量为△E,代入数据得△E=qEx=1.6J

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