如圖16所示，在豎直平面內建立xOy直角座標系，Oy表示豎直向上的方向。已知該平面內存在沿x軸負方向的區域足夠...

問題詳情：

如圖16所示，在豎直平面內建立xOy直角座標系，Oy表示豎直向上的方向。已知該平面內存在沿x軸負方向的區域足夠大的勻強電場，現有一個帶電量為2.5×10-4C 的小球從座標原點O沿y軸正方向以0.4 kg·m/s的初動量豎直向上拋出，它到達的最高點位置為圖中的Q點，不計空氣阻力，g取10 m/s2。

（1）指出小球帶何種電荷；

（2）求勻強電場的場強大小；

（3）求小球從O點拋出到落回x軸的過程中電勢能的變化量。

【回答】

解：（1）小球帶負電

（2）小球在y方向上做豎直上拋運動，在x方向做初速度為零的勻加速運動，最高點Q的座標為（1.6，3.2），則

∵ v＝2gy

p＝mv0

∴ m＝0.05 kg

又x＝at2

a＝

y＝gt2

∴E＝1×103 N/C

（3）由y＝gt2

可解得上升階段時間為：t＝0.8 s

所以全過程時間為：t'＝2t

x方向發生的位移為：x'＝at2＝ 

由於電場力做正功，所以電勢能減少，設變化量為ΔE，則：ΔE＝－qEx'

代入數據得：ΔE＝－1.6 J

V

知識點：電勢能和電勢

題型：計算題