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勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度大小為E1。在t=0時刻，電場強(qiáng)度突然增加到E2=4.0×103N/C，到t=0.20s時再把電場方向改為水平向右，場強(qiáng)大小保持不變。取g=10m/s2。求：

（1）t=0.20s時間內(nèi)帶電微粒上升的高度；

（2）t=0.20s時間內(nèi)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。

（1）0.20m     （2）-8.0×10-2J      （3）3.2×10-4J


解析:

（1）在E2電場中，設(shè)帶電微粒向上的加速度為a1，根據(jù)牛頓第二定律

     q E2-mg=ma1

     解得：a1=10m/s2        

設(shè)0.20s時間內(nèi)帶電微粒上升的高度為h，則

      解得：h=0.20m

（2）在t=0.20s時間內(nèi)電場力對帶電微粒做正功，電勢能減少

    

     解得：ΔE=-8.0×10-2J

（3）在t=0.20s時帶點(diǎn)微粒的速度v1=a1t=2.0m/s

把電場E2改為水平向右后，設(shè)帶電微粒在豎直方向做勻減速運(yùn)動的速度為vy，水平方向作勻加速運(yùn)動的速度為vx，帶電微粒的動能達(dá)到最小時所用時間為t1，則

vy=v1-gt1

vx=a2t1,

a2=＝20m/s

  解得：vy=2.0-10t1, vx=20t1

  帶點(diǎn)微粒的動能Ek=

當(dāng)＝0.04 s時，Ek有最小值

解得：Ek=3.2×10-4J

說明：用當(dāng)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。

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(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)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(yùn)動．在導(dǎo)體棒ab勻速向上運(yùn)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(yùn)動的速度大��；
（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？

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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(jìn)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(jìn)入垂直紙面向里的勻強(qiáng)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(qiáng)磁場的寬度D=10cm．求：
（1）帶電粒子進(jìn)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(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值B．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，以O(shè)為原點(diǎn)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(qiáng)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(diǎn)），從O點(diǎn)開始以一定的初速度沿著x軸正方向做直線運(yùn)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(qiáng)電場的場強(qiáng)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(qiáng)電場的方向變?yōu)檠貀軸正方向，場強(qiáng)大小保持不變．求在0～0.8s內(nèi)帶電物體電勢能的變化量．

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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(jìn)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(jìn)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(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=3.14T，則微粒在磁場中運(yùn)動的時間是多少？

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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(qiáng)度為E1的勻強(qiáng)電場中．取g=10m/s2．
（1）求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E1的大小和方向；
（2）在t=0時刻，勻強(qiáng)電場強(qiáng)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�；氐匠霭l(fā)點(diǎn)時的動能．

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