Question

7．电荷量q=2.0×10^-3C的正电荷，质量m=1.0×10^-4kg，从电场中的A点沿直线运动到B点的速度图象如图所示，除了电场力外不计其他力．
（1）该电荷所受的电场力多大？
（2）A、B连线上各点的场强是否相同？若相同，大小是多大？方向如何？

Answer 1

分析 （1）根据速度时间图线得出电荷的加速度，结合牛顿第二定律求出电荷所受的电场力．
（2）根据电场强度的定义式求出电场强度的大小，电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同，与负电荷所受电场力方向相反．

解答 解：（1）由速度时间图线知，电荷的加速度a=$\frac{△v}{△t}=\frac{（6-2）×1{0}^{3}}{0.02}=2×1{0}^{5}m/{s}^{2}$，
根据牛顿第二定律得，电荷所受的电场力F=ma=1×10^-4×2×10⁵N=20N，
（2）由于电荷所受的电场力大小和方向不变，则A、B连线上各点的场强相同，
则E=$\frac{F}{q}=\frac{20}{2×1{0}^{-3}}N/C=1.0×1{0}^{4}N/C$．
因为正电荷所受电场力方向由A指向B，则电场强度的方向由A指向B．
答：（1）该电荷所受的电场力为20N．
（2）A、B连线上各点的场强相同，场强的大小为1.0×10⁴N/C，方向由A指向B．

点评 解决本题的关键掌握电场强度的定义式，通过速度时间图线的斜率求出加速度，结合牛顿第二定律求出电场力是突破口．