题目内容
如图所示，在光滑绝缘的水平面上，有一静止在A点质量为m=1.0×10-3kg，带电为-q的小球．现加一水平方向的匀强电场使小球由A点运动到B点，电场力做功为W=0.2J，已知AB两点间距离为L=0.1m，电势差为U=20V．（1）判断匀强电场的场强方向并计算电场强度E的大小和小球的电量q．
（2）计算小球运动的加速度的大小和到达B点时的速率v．
分析：（1）由小球的运动方向可得电场力的方向，进而得到电场方向，由匀强电场公式计算匀强电场大小，由电场力做功公式求解电荷量
（2）由牛顿第二定律求解加速度，由动能定理求解速率
（2）由牛顿第二定律求解加速度，由动能定理求解速率
解答：解：（1）小球由A到B过程中，WAB＞0，q＜0，根据WAB=qUAB=q（φA-φB）知，φA＜φB，故电场强度方向从B到A．
由匀强电场场强公式得：E=
=
V/m=200V/m．
由WAB=qUAB得，q=
=0.01C．
（2）由牛顿第二定律得：Eq=ma
故，a=
=
m/s2=2×103m/s2．
由动能定理得：qU=mv2/2得：
v=
=
m/s=20m/s
答：（1）匀强电场的场强方向从B到A；电场强度为200V/m；小球的电量为0.01C．
（2）小球运动的加速度为2×103m/s2．和到达B点时的速率为20m/s．
由匀强电场场强公式得：E=
| U |
| L |
| 20 |
| 0.1 |
由WAB=qUAB得，q=
| W |
| U |
（2）由牛顿第二定律得：Eq=ma
故，a=
| Eq |
| m |
| 200×1.0×10-2 |
| 1.0×10-3 |
由动能定理得：qU=mv2/2得：
v=
|
|
答：（1）匀强电场的场强方向从B到A；电场强度为200V/m；小球的电量为0.01C．
（2）小球运动的加速度为2×103m/s2．和到达B点时的速率为20m/s．
点评：本题为带电粒子在电场中运动的基本题，注意分析电场力与电场方向间的关系，常常利用牛顿第二定律和动能定理求解．
练习册系列答案
相关题目
如图所示，在光滑绝缘的水平直轨道上有两个带电小球a和b，a球质量为2m、带电量为+q，b球质量为m、带电量为+2q，两球相距较远且相向运动．某时刻a、b球的速度大小依次为v和1.5v，由于静电斥力的作用，它们不会相碰．则下列叙述正确的是（ ）
（2012?汕头一模）如图所示，在光滑绝缘水平面上，不带电的绝缘小球P2静止在O点．带正电的小球P1以速度v0从A点进入AB区域．随后与P2发生正碰后反弹，反弹速度为
如图所示，在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd，其边长为L，总电阻为R，放在磁感应强度为B．方向竖直向下的匀强磁场的左边，图中虚线MN为磁场的左边界．线框在大小为F的恒力作用下向右运动，其中ab边保持与MN平行．当线框以速度v0进入磁场区域时，它恰好做匀速运动．在线框进入磁场的过程中，
如图所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量正电的点电荷M、N，分别固定在A、B两点，O为AB连线的中点，CD为AB的垂直平分线．在CO之间的F点由静止释放一个带负电的小球P（设不改变原来的电场分布），在以后的一段时间内，P在CD连线上做往复运动．若（ ）| A、小球P的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中振幅不断减小 | B、小球P的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中每次经过O点时的速率不断减小 | C、点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，则小球P往复运动过程中周期不断减小 | D、点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，则小球P往复运动过程中振幅不断减小 |
如图所示，在光滑绝缘水平面上有直角坐标系xoy，将半径为R=0.4m，内径很小、内壁光滑、管壁极薄的圆弧形绝缘管AB水平固定在第二象限内，它的A端和圆心O′都在y轴上，B端在x轴上，O′B与y轴负方向夹角θ=60°．在坐标系的第一、四象限不同区域内存在着四个垂直于水平面的匀强磁场，a、b、c为磁场的理想分界线，它们的直线方程分别为a：y=0.2；b：y=-0.1；c：y=-0.4；在a、b所围的区域Ⅰ和b、c所围的区域Ⅱ内的磁感应强度分别为B1、B2，第一、四象限其它区域内磁感应强度均为B0．当一质量m=1.2×10-5kg、电荷量q=1.0×10-6C，直径略小于绝缘管内径的带正电小球，自绝缘管A端以v=2.0×10-2 m/s的速度垂直y轴射入管中，在以后的运动过程中，小球能垂直通过c、a，并又能以垂直于y轴的速度进入绝缘管而做周期性运动．求：