Question

【題目】如圖所示，在絕緣光滑水平面的上方存在著水平方向的勻強電場，現有一個質量m=2．0×10-3kg、電量q=2．0×10-6C的帶正電的物體（可視為質點），從O點開始以一定的水平初速度向右做直線運動，其位移隨時間的變化規律為x=6．0t-10t2，式中x的單位為m，t的單位為s．不計空氣阻力，取g=10m/s2．

（1）求勻強電場的場強大小和方向；

（2）求帶電物體在0～0．5s內電勢能的變化量．

Answer 1

【答案】（1）2．0×104N/C 水平向左 （2）2．0×10-2J

【解析】

試題分析：（1）由位移隨時間的變化規律x=6．0t-10t2與位移時間關系式：

比較可得：加速度大小為：a=20m/s2 （1分） 初速度為： （1分）

根據牛頓第二定律： （1分）

代入數據解得場強大小為：E=2．0×104N/C

由于物體帶正電且電場力向左 故電場強度方向水平向左 （1分）

（2）由以上得初速度為：v0=6．0m/s 減速時間： （1分）

0．3s內經過的路程： 代入數據解得： （1分）

后0．2s物體做反向勻加速直線運動，加速度不變，那么經過的路程 ：

代入數據解得： （1分）

物體在0．5s內發生的位移為： （1分）

電場力做負功，電勢能增加： （1分）