Question

質量m=2.0×10^-4kg、電荷量q=1.0×10^-6C的帶正電微粒靜止在空間范圍足夠大的勻強電場中，電場強度大小為E₁．在t=0時刻，電場強度突然增加到E₂=4.0×10³N/C，場強方向保持不變．到t=0.20s時刻再把電場方向改為水平向右，場強大小保持不變．取g=10m/s²．求：

（1）原來電場強度E₁的大小？

（2）t=0.20s時刻帶電微粒的速度大小？

（3）帶電微粒運動速度水平向右時刻的動能？

Answer 1

解：（1）當場強為E₁的時候，帶正電微粒靜止，所以mg=E₁q…

所以

（2）當場強為E₂的時候，帶正電微粒由靜止開始向上做勻加速直線運動，設0.20s后的速度為v，由動量定理有 (E₂q-mg)t = mv ,  解得：v=2m/s

（3）把電場E₂改為水平向右后，帶電微粒在豎直方向做勻減速運動，設帶電微粒速度達到水平向右所用時間為t₁，則 0-v₁=-gt₁， 解得：t₁=0.20s

設帶電微粒在水平方向電場中的加速度為a₂，

根據牛頓第二定律 q E₂=ma₂ ， 解得：a₂=20m/s²

設此時帶電微粒的水平速度為v₂， v₂=a₂t₁，解得：v₂=4.0m/s

設帶電微粒的動能為E_k， E_k==1.6×10^-3J

解析:

略