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在与x轴平行的匀强电场中,一带电量为2×10-6C、质量为4×10-2kg的带电物体在绝缘光滑水平面上沿着x轴做直线运动,其位移随时间的变化规律是x=0.3t-0.05t2,式中x、t均用国际
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 零零社区
◎ 题目
在与x轴平行的匀强电场中,一带电量为2×10
-6
C、质量为4×10
-2
kg的带电物体在绝缘光滑水平面上沿着x轴做直线运动,其位移随时间的变化规律是x=0.3t-0.05t
2
,式中x、t均用国际单位制的基本单位.求:
(1)该匀强电场的场强;
(2)从开始运动到第5s末带电物体所运动的路程;
(3)若第6s末突然将匀强电场的方向变为+y轴方向,场强大小保持不变,在0~8s内带电物体电势能的增量.
◎ 答案
(1)根据位移与时间的关系式x=0.3t-0.05t
2
得知,带电体的初速度为v
0
=0.3m/s,加速度a=-0.1m/s
2
.
根据牛顿第二定律得:qE=ma,得场强E=
F
q
=
ma
q
代入解得,E=2×10
3
N/C
(2)带电体速度减至零的时间为 t
1
=
v
0
a
=
0.3
0.1
s=3s
则第3s末以后带电体沿相反方向做初速度为零的匀加速运动,时间t
2
=2s.
故第5s末带电物体所经过的路程为 s=x
1
+x
2
=(0.3t
1
-0.05t
1
2
)+
1
2
a
t
22
=(0.3×3-0.05×3
2
)+
1
2
×0.1×2
2
=0.65m
(3)第1s末到第3s末带电体的位移大小为:x
1
=0.45m
第3s末到第6s末带电体的位移大小为:x
3
=
1
2
a
t
23
=0.45m
所以第6s末带电物体的位移为0,
第8s末位移为 y=
1
2
at
2
2
=
1
2
0.1×2
2
m=0.2m
故带电物体电势能的增量为△E=-Eqy=-2×10
3
×2×10
-6
×0.2J=-8×10
-4
J
答:
(1)该匀强电场的场强是2×10
3
N/C;
(2)从开始运动到第5s末带电物体所运动的路程是0.65m;
(3)若第6s末突然将匀强电场的方向变为+y轴方向,场强大小保持不变,在0~8s内带电物体电势能的增量是-8×10
-4
J.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“在与x轴平行的匀强电场中,一带电量为2×10-6C、质量为4×10-2kg的带电物体在绝缘光滑水平面上沿着x轴做直线运动,其位移随时间的变化规律是x=0.3t-0.05t2,式中x、t均用国际…”主要考查了你对 【牛顿第二定律】,【电场强度的定义式】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/341675.html
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