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,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。
(1)带电微粒静止,受力平衡
q E1=mg 解得:
E1=2.0×10
3N/C(2)在
E2电场中,设带电微粒向上的加速度为
a1,根据牛顿第二定律
q E2-mg=ma1 解得:
a1=10m/s
2 设0.20s末带电微粒的速度大小为
v1,则
v1=a1t 解得:
v1= 2. 0m/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/s
2 设此时带电微粒的水平速度为
v2 v2=
a2t1 解得:
v2=4.0m/s 设带电微粒的动能为
EkEk=

解得:
Ek=1.6×10
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