Question

【題目】如圖所示，質量m＝2.0×10－4kg、電荷量q＝1.0×10－6C的帶正電微粒靜止在空間范圍足夠大的電場強度為E的勻強電場中．取g＝10 m/s2.

(1)求勻強電場的電場強度E的大小和方向；

(2)在t＝0時刻，電場強度大小突然變為E0＝4.0×103N/C，方向不變．求在t＝0.2 s時間內電場力做的功；

(3)在t＝0.2 s時刻突然撤掉電場，求帶電微粒回到出發點時的動能．

Answer 1

【答案】(1)2.0×103N/C，方向向上　(2)8.0×10－4J　(3)8.0×10－4J

【解析】(1)因微粒靜止，知其受力平衡，對其受力分析有：Eq＝mg

，方向向上

(2)在t＝0時刻，電場強度大小突然變為E0＝4.0×103N/C，設微粒的加速度為a，在t＝0.2 s時間內上升高度為h，電場力做功為W，則qE0－mg＝ma

解得：a＝10 m/s2

h＝at2

解得：h＝0.20 m

W＝qE0h

解得：W＝8.0×10－4J

(3)設在t＝0.2 s時刻突然撤掉電場時微粒的速度大小為v，回到出發點時的動能為Ek，

則v＝at

由動能定理得mgh＝Ek－mv2

解得：Ek＝8.0×10－4J