Question

在空中有豎直向上的勻強電場，場強大小E＝2.0×10³N/C，有一個質量為m＝4.0×10^－6kg，電量Q＝＋1.6×10^－8C的帶電液滴，以初速度v₀＝4m/s的速度沿電場線豎直向上運動（此時刻為零時刻），設運動過程中帶電液滴的質量、電量不變，空氣阻力不計，g＝10m/s²，求：
（1）從零時刻開始，經多長時間液滴的速度減到零？
（2）以零時刻開始，至速度減到零這個過程中帶電液滴的電勢能變化多大？

Answer 1

解：（1）設物體的加速度為a，對帶電液滴受力分析，由牛頓第二定律得：
mg－EQ＝ma
а＝＝m/s²＝2m/s² 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
由運動學公式v_t＝v₀－at，得到帶電液滴速度減到零所用時間為：
t＝＝s＝2s
（2）帶電液滴速度減到零能上升的高度為H，由運動學得：

電場力做的功是：W＝EQH＝2.0×10³×1.6×10^－8×4＝1.28×10^－4 J
故帶電液滴電勢能減少量是1.28×10^－4 J