Question

質量m＝2.0×10^-4 kg、電荷量q＝1.0×10^-6 C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＝4.0×10³ N/C，到t＝0.20 s時再把電場方向改為水平向右，場強大小保持不變．取g＝10 m/s²．求：

(1)t＝0.20 s時間內帶電微粒上升的高度；

(2)t＝0.20 s時間內帶電微粒增加的電勢能；

(3)電場方向改為水平向右后帶電微粒最小的的動能．

Answer 1

答案：
解析：

(1)在E2電場中，設帶電微粒向上的加速度為a1，根據牛頓第二定律 　　qE2－mg＝ma1 　　解得：a1＝10 m/s2 　　設0.20s時間內帶電微粒上升的高度為h，則 　　 　　解得：h＝0.20 m 　　(2)在t＝0.20s時間內電場力對帶電微粒做正功，電勢能減少 　　 　　解得：ΔE＝－8.0×10－2 J 　　(3)在t＝0.20 s時帶點微粒的速度v1＝a1t＝2.0 m/s 　　把電場E2改為水平向右后，設帶電微粒在豎直方向做勻減速運動的速度為vy，水平方向作勻加速運動的速度為vx，帶電微粒的動能達到最小時所用時間為t1，則 　　vy＝v1－gt1 　　vx＝a2t1, 　　a2＝＝20 m/s 　　解得：vy＝2.0－10t1, vx＝20t1 　　帶點微粒的動能Ek＝ 　　 　　 　　當＝0.04 s時，Ek有最小值 　　解得：Ek＝3.2×10－4 J 　　說明：用當電場力與重力的合力與速度方向垂直時，速度有最小值，計算也可以．