質(zhì)量m=2.0×10-4kg、電荷量q=1.0×10-6C的帶正電微粒懸停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��？
（2）t=0.20s時刻帶電微粒的速度大��？
（3）帶電微粒運動速度水平向右時刻的動能？

解：（1）當(dāng)場強為E1的時候，帶正電微粒靜止，所以mg=E1q
所以 E1==2.0×103N/C
（2）當(dāng)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(shè)0.20s后的速度為v，
由牛頓第二定律：E2q-mg=ma，得到a==10m/s2．
由運動學(xué)公式 v=at=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(shè)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(shè)帶電微粒在水平方向電場中的加速度為a2，
根據(jù)牛頓第二定律 qE2=ma2，解得：a2=20m/s2
設(shè)此時帶電微粒的水平速度為v2，v2=a2t1，解得：v2=4.0m/s
設(shè)帶電微粒的動能為Ek，Ek==1.6×10-3J
答：（1）原來電場強度E1的大小是2.0×103N/C；
（2）t=0.20s時刻帶電微粒的速度大小是2m/s；
（3）帶電微粒運動速度水平向右時刻的動能1.6×10-3J．
分析：（1）當(dāng)場強為E1的時候，帶正電微粒靜止，重力與電場力平衡，由平衡條件求解電場強度E1的大�。�
（2）當(dāng)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，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，由初速度為零和時間，由速度公式求解t=0.20s時刻帶電微粒的速度大小．
（3）t=0.20s時刻把電場方向改為水平向右后，粒子受到的電場力也變?yōu)樗较蛴遥捎眠\動的分解法：豎直方向做豎直上拋運動，水平方向做初速度零的勻加速運動．由豎直方向勻減速運動求出速度減小到零的時間，此時速度即變?yōu)樗椒较�，由牛頓定律和速度公式結(jié)合求解速度水平向右時刻的速度，再求解動能．
點評：本題是帶電粒子在電場中平衡與運動問題，首先要分析粒子的受力情況來分析運動情況，第（3）問題應(yīng)用是運動的分解方法，并要抓住水平方向與豎直方向具有等時性的特點．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在與水平面成θ=30°的平面內(nèi)放置兩條平行、光滑且足夠長的金屬軌道，其電阻可忽略不計．空間存在著勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.20T，方向垂直軌道平面向上．導(dǎo)體棒ab、cd垂直于軌道放置，且與金屬軌道接觸良好構(gòu)成閉合回路，每根導(dǎo)體棒的質(zhì)量m=2.0×10-2kg，回路中每根導(dǎo)體棒電阻r=5.0×10-2Ω，金屬軌道寬度l=0.50m．現(xiàn)對導(dǎo)體棒ab施加平行于軌道向上的拉力，使之以速度v勻速向上運動．在導(dǎo)體棒ab勻速向上運動過程中，導(dǎo)體棒cd始終能靜止在軌道上．g取10m/s2，求：
（1）導(dǎo)體棒cd受到的安培力大小；
（2）導(dǎo)體棒ab運動的速度大小；
（3）如果導(dǎo)體棒ab的速度突然變?yōu)樵瓉淼?倍，且保持勻速上滑，問①cd棒最開始加速度a為多大？②cd棒最終速度大小為多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，一個質(zhì)量m=2.0×10-11kg、電荷量q=1.0×10-5C的帶電粒子（重力忽略不計），從靜止開始經(jīng)U1=100V電場加速后，沿兩平行金屬板間中線水平進入電壓U2=100V的偏轉(zhuǎn)電場，帶電粒子從偏轉(zhuǎn)電場射出后，進入垂直紙面向里的勻強磁場，磁場的左右邊界均與偏轉(zhuǎn)電場的金屬板垂直．已知偏轉(zhuǎn)電場金屬板長L=20cm、兩板間距d=10
3
cm，勻強磁場的寬度D=10cm．求：
（1）帶電粒子進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度v0；
（2）帶電粒子射出偏轉(zhuǎn)電場時速度v的大小和方向；
（3）為了使帶電粒子不從磁場右邊界射出，勻強磁場磁感應(yīng)強度的最小值B．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，以O(shè)為原點建立直角坐標(biāo)系Oxy，絕緣光滑水平面沿著x軸，y軸在豎直方向．在水平面上方存在與x軸平行的勻強電場．一個質(zhì)量m=2.0×10-3kg、電量q=2.0×10-6C的帶正電的物體（可作為質(zhì)點），從O點開始以一定的初速度沿著x軸正方向做直線運動，其位移隨時間的變化規(guī)律為x=6.0t-10t2，式中x的單位為m，t的單位為s．不計空氣阻力，取g=10m/s2．
（1）求勻強電場的場強大小和方向；
（2）求帶電物體在0.5s內(nèi)經(jīng)過的路程；
（3）若在第0.6s末突然將勻強電場的方向變?yōu)檠貀軸正方向，場強大小保持不變．求在0～0.8s內(nèi)帶電物體電勢能的變化量．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，一個質(zhì)量m=2.0×10-11kg、電荷量q=1.0×10-5C、重力忽略不計的帶電微粒，從靜止開始經(jīng)電壓U1=100V的電場加速后，水平進入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)電場的電壓U2=100V．已測得偏轉(zhuǎn)電場的極板長L=20cm，兩板間距d=10
3
cm．
（1）微粒進入偏轉(zhuǎn)電場時的速率v0是多少？
（2）微粒射出偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角θ是多大？
（3）若偏轉(zhuǎn)電場右側(cè)的勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=3.14T，則微粒在磁場中運動的時間是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?海淀區(qū)一模）如圖所示，質(zhì)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電場強度為E1的勻強電場中．取g=10m/s2．
（1）求勻強電場的電場強度E1的大小和方向；
（2）在t=0時刻，勻強電場強度大小突然變?yōu)镋2=4.0×103N/C，且方向不變．求在t=0.20s時間內(nèi)電場力做的功；
（3）在t=0.20s時刻突然撤掉電場，求帶電微粒回到出發(fā)點時的動能．

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案