Question

如图所示，在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场，现有一个质量kg、电荷量C的带正电的物体（可视为质点）从O点开始以一定的水平初速度向右做直线运动，其位移随时间的变化规律为，式中x的单位为m，t的单位为s。不计空气阻力，取

（1）求匀强电场的场强大小和方向；

（2）求带电物体在0 ~ 0．5s内电势能的变化量．

Answer

（1）2．0×104N/C，方向水平向左；（2）2×10-2J．

【解析】

试题分析：（1）由s=6．0t-10t2得加速度大小为：a=20m/s2

根据牛顿第二定律：Eq=ma

解得场强大小为：E=2．0×104N/C

电场强度方向水平向左

（2）由x=6．0t-10t2得初速度为：v0=6．0m/s

减速时间：t1=0．3s

0．3s内经过的路程x1=v0t1-a1t2=0．9 m

后0．2s物体做反向匀加速直线运动，经过的路程 x2=a2t2=0．4m

物体在0．5s内发生的位移为x=0．9-0．4=0．5

电场力做负功，电势能增加：△Ep=qEx=2×10-2J

考点：牛顿定律的应用；电势能

【名师点睛】本题是多过程问题，关键是理清物体在整个过程中的运动情况，结合牛顿第二定律及运动学公式进行求解。