Question

质量m=2．0×10^-4kg、电荷量q=1．0×10^-6C的带正电微粒静止在空间范围足够大的匀强电场中，电场强度大小为E₁．在t=0时刻，电场强度突然增加到E₂=4．0×10³N/C，场强方向保持不变．到t=0．20s时刻再把电场方向改为水平向右，场强大小保持不变．取g=10m/s²．求：

（1）原来电场强度E₁的大小？

（2）t=0．20s时刻带电微粒的速度大小？

（3）带电微粒运动速度水平向右时刻的动能？

Answer

（1）2.0×103N/C；（2）2m/s2；（3）1.6×10-3J。

【解析】试题分析:（1）当场强为E1的时候，带正电微粒静止，所以

代入数据得：

（2）当场强为E2的时候，带正电微粒由静止开始向上做匀加速直线运动，设0．20s后的速度为v，

由动量定理有 （E2q-mg）t =" mv" ,

解得：v=2m/s

（3）把电场E2改为水平向右后，带电微粒在竖直方向做匀减速运动，设带电微粒速度达到水平向右所用时间为t1，则 0-v1=-gt1，

解得：t1=0．20s

设带电微粒在水平方向电场中的加速度为a2，

根据牛顿第二定律 q E2=ma2， 解得：a2=20m/s2

设此时带电微粒的水平速度为v2，则 v2=a2t1，

解得：v2=4．0m/s

故此时带电微粒的动能为Ek= 1．6×10-3J

考点: 牛顿第二定律、动能定理。