Question

10．一个质量为m的带电小球，在竖直方向的匀强电场中水平抛出，不计空气阻力，测得小球的加速度大小为$\frac{g}{3}$，方向向下，其中g为重力加速度．则小球在下落h高度的过程中电势能的变化量为$\frac{2}{3}$mgh．

Answer 1

分析 已知小球的加速度，根据牛顿第二定律求得电场力的大小和方向，得到电场力对小球做的功，即可求得电势能的变化量．

解答 解：由于小球的加速度大小为 a=$\frac{g}{3}$，方向向下，a＜g，所以小球受到的电场力方向竖直向上．
设电场力大小为F，根据牛顿第二定律得 mg-F=ma
解得 F=$\frac{2}{3}$mg
电场力对小球做功为 W=-Fh=-$\frac{2}{3}$mgh
则电势能变化量为△E_p=-W=$\frac{2}{3}$mgh
故答案为：$\frac{2}{3}$mgh．

点评 本题的关键要掌握电场力做功与电势能变化的关系，知道电场力做负功多少，电荷的电势能就增加多少．