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如图所示,以O为原点建立直角坐标系Oxy,绝缘光滑水平面沿着x轴,y轴在竖直方向.在水平面上方存在与x轴平行的匀强电场.一个质量m=2.0×10-3kg、电量q=2.0×10-6C的带正电的物
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示,以O为原点建立直角坐标系Oxy,绝缘光滑水平面沿着x轴,y轴在竖直方向.在水平面上方存在与x轴平行的匀强电场.一个质量m=2.0×10
-3
kg、电量q=2.0×10
-6
C的带正电的物体(可作为质点),从O点开始以一定的初速度沿着x轴正方向做直线运动,其位移随时间的变化规律为x=8.0t-10t
2
,式中x的单位为m,t的单位为s.不计空气阻力,取g=10m/s
2
.
(1)求匀强电场的场强大小和方向;
(2)求带电物体在0.8s内经过的路程;
(3)若在第0.8s末突然将匀强电场的方向变为沿y轴正方向,场强大小保持不变.求在0~1.0s内带电物体电势能的变化量.
◎ 答案
(1)由其位移随时间变化规律得加速度大小为:a=20m/s
2
根据牛顿第二定律:Eq=ma
解得场强:E=2.0×10
4
N/C,方向沿x轴负方向
(2)物体在O点的初速度:v
0
=8.0m/s
减速时间:t
1
=
v
0
a
=0.4s
所以开始0.4s内经过的路程 x
1
=
v
0
t
1
-
1
2
a
t
1
2
=1.6 m
后0.4s物体做匀加速直线运动,经过的路程:x
2
=
1
2
a
t
2
2
=1.6m
0,8s内物体经过的路程 s=x
1
+x
2
=3.2 m
(3)第0.8s末带电物体回到坐标原点O之后的0.2s物体以初速度v
0
做类平抛运动,在y方向根据牛顿第二定律:
Eq-mg=ma′
y
0
=
1
2
a′
t
2
解得物体在y方向经过的距离:y
0
=0.2m
电场力做功 W=Eq y
0
=8.0×10
-3
J
所以电势能减少8.0×10
-3
J (或电势能的变化量为△E
P
=-8.0×10
-3
J)
答:(1)匀强电场的场强大小为2.0×10
4
N/C,方向沿x轴负方向.
(2)带电物体在0.8s内经过的路程为3.2m.
(3)在0~1.0s内带电物体电势能的变化量为-8.0×10
-3
J.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,以O为原点建立直角坐标系Oxy,绝缘光滑水平面沿着x轴,y轴在竖直方向.在水平面上方存在与x轴平行的匀强电场.一个质量m=2.0×10-3kg、电量q=2.0×10-6C的带正电的物…”主要考查了你对 【力的合成】,【力的分解】,【牛顿第二定律】,【带电粒子在电场中运动的综合应用】 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/202210/342165.html
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