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(qiáng)電場，現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量m=2．0×10-3kg、電量q=2．0×10-6C的帶正電的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)），從O點(diǎn)開始以一定的水平初速度向右做直線運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)間的變化規(guī)律為x=6．0t-10t2，式中x的單位為m，t的單位為s．不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2．

（1）求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小和方向；

（2）求帶電物體在0～0．5s內(nèi)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(shí)間的變化規(guī)律x=6．0t-10t2與位移時(shí)間關(guān)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(jù)牛頓第二定律： （1分）

代入數(shù)據(jù)解得場強(qiáng)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(qiáng)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(shí)間： （1分）

0．3s內(nèi)經(jīng)過的路程： 代入數(shù)據(jù)解得： （1分）

后0．2s物體做反向勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度不變，那么經(jīng)過的路程 ：

代入數(shù)據(jù)解得： （1分）

物體在0．5s內(nèi)發(fā)生的位移為： （1分）

電場力做負(fù)功，電勢能增加： （1分）