如图所示,一质量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...

问题详情：

如图所示,一质量m=2.0×10-4 kg、电荷量q=1.0×10-6 C的带正电微粒静止在空间范围足够大的匀强电场中,取g=10 m/s2。

(1)求匀强电场的电场强度E1的大小和方向。

(2)在t=0时刻,匀强电场的电场强度大小突然变为E2=4.0×103 N/C,方向不变。求在变化后t=0.20 s时间内电场力做的功。

(3)在t=0.20 s时刻突然撤掉电场,求带电微粒回到出发点时的动能。

【回答】

解:(1)设电场强度的大小为E1,则有: E1q=mg　(2分)

所以E1==2.0×103 N/C　(1分)

电场强度的方向竖直向上。　(1分)

(2)在t=0时刻,电场强度的大小突然变为E2=4.0×103 N/C,设微粒的加速度为a,在t=0.20 s时间内上升的高度为h,电场力做功为W,则有:

qE2-mg=ma1　(3分)

h=a1t2　(2分)

W=qE2h　(2分)

联立解得:W=8.0×10-4 J。　(1分)

(3)由(2)中可得:a=10 m/s2,h=0.2 m　(1分)

设在t=0.20 s时刻微粒的速度大小为v,回到出发点时的动能为Ek,则

v=at　(2分)

Ek=mgh+mv2　(2分)

解得:Ek=8.0×10-4 J。　(1分)

知识点：带电粒子在电场中的运动

题型：计算题