如圖所示,一質量m=2.0×10-4kg、電荷量q=1.0×10-6C的帶正電微粒靜止在空間範圍足夠大的勻強電...

問題詳情：

如圖所示,一質量m=2.0×10-4 kg、電荷量q=1.0×10-6 C的帶正電微粒靜止在空間範圍足夠大的勻強電場中,取g=10 m/s2。

(1)求勻強電場的電場強度E1的大小和方向。

(2)在t=0時刻,勻強電場的電場強度大小突然變為E2=4.0×103 N/C,方向不變。求在變化後t=0.20 s時間內電場力做的功。

(3)在t=0.20 s時刻突然撤掉電場,求帶電微粒回到出發點時的動能。

【回答】

解:(1)設電場強度的大小為E1,則有: E1q=mg　(2分)

所以E1==2.0×103 N/C　(1分)

電場強度的方向豎直向上。　(1分)

(2)在t=0時刻,電場強度的大小突然變為E2=4.0×103 N/C,設微粒的加速度為a,在t=0.20 s時間內上升的高度為h,電場力做功為W,則有:

qE2-mg=ma1　(3分)

h=a1t2　(2分)

W=qE2h　(2分)

聯立解得:W=8.0×10-4 J。　(1分)

(3)由(2)中可得:a=10 m/s2,h=0.2 m　(1分)

設在t=0.20 s時刻微粒的速度大小為v,回到出發點時的動能為Ek,則

v=at　(2分)

Ek=mgh+mv2　(2分)

解得:Ek=8.0×10-4 J。　(1分)

知識點：帶電粒子在電場中的運動

題型：計算題