题目内容

如图所示在竖直平面内建立直角坐标系XOY,OY表示竖直向上的方向。已知该平面内存在沿OX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- 7 C、质量为10- 5 Kg的小球从坐标原点O沿Y轴正方向以某一初速度竖直向上抛出,它到达的最高点位置为图中的Q点,其坐标为(1.6,3.2),不计空气阻力,g取10m/s2

求:⑴指出小球带何种电荷;
⑵小球的初速度和匀强电场的场强大小;
⑶小球从O点抛出到落回X轴的过程中电势能的改变量。

⑴小球带负电⑵

解析试题分析:⑴带电小球所到的最高点Q在O点的右上方,说明小球有水平向右的分运动和竖直向上的分运动就竖直方向而言,初速度是竖直向上的而重力是竖直向下的,重力使竖直向上的初速度逐渐减小,而不会产生水平向右的运动.小球只受重力和电场力,只有电场力水平向右才会使小球有向右的分运动.由此可以判断电场力是水平向右的,又因为电场水平向左,所以小球带负电.    2分
⑵对小球的两个分运动,竖直方向: 小球有竖直向上的初速度V0,受重力,所以小球做竖直上抛运动.Q点是最高点意味着Q点的竖直分速度为0.由竖直上抛运动得:   2分           1分
水平方向:水平初速度为0,水平位移    1分
小球在水平方向的加速度   1分 得  1分
⑶小球从O点落回到X轴时,由于对称性,水平位移为6.4m     1分
   2分  电势能减少了   1分
考点:考查带电粒子在电场中的运动
点评:本题难度中等,运动反应受力情况,所以根据粒子的运动特点判断电场力方向从而判断粒子电性,带电粒子在竖直平面内做的是曲线运动,由力的独立作用原理把曲线运动进行分解,注意分运动具有等时性

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