在光滑水平面上有一质量m=1.0×10—3kg、电量q=1.0×10—10C的带正电小球,静止在O点,以O点为原点,在该水平面内建立直角系坐标系oxy,现突然加一沿X轴负方向、场强大小E=2.

◎ 题目

在光滑水平面上有一质量m=1.0×10—3kg、电量q=1.0×10—10C的带正电小球,静止在O点,以O点为原点,在该水平面内建立直角系坐标系oxy,现突然加一沿X轴负方向、场强大小E=2.0×106V/m的匀强电场,使小球开始运动,经过2.0s,所加电场突然变为沿y轴负方向,场强大小仍为E=2.0×106V/m的匀强电场,再经过2.0s,所加电场又突然变为另一个匀强电场,使小球在此电场作用下经2.0s,速率变为零,求此电场的大小及方向及速度变为零时小球的位置坐标。

◎ 答案

X=-1.6m,Y=-0.8m

◎ 解析

在匀强电场 球的加速度a=0.2m/s2c  (3 分)
场强沿X负方向时经达2秒速度大小:Vx="at=0.4m/s" ,方向:X负方向  (3 分)
球沿X负方向移动距离:S1="0.4m(3" 分)
场强沿X负方向时,小球作类平抛运动,X方向移动距离为:X2=Vx t=0.8m  Y1="0.4m(3" 分)
4S后,所加电场的方向应与此时速度方向相反,电场方向指向第一象限,与X轴正方向成45°角,
第3个2秒内运动距离为:X3="0.4m," Y2=0.4m 位置坐标为:X=-1.6m,Y=-0.8m(3分)
本题考查带电粒子在电场中的加速,画出坐标系有利于分析粒子的运动过程,在x轴方向由电场力提供加速度,由牛顿第二定律可求得加速度大小,再由公式v=at可求得2s末沿x轴方向的分速度,当电场变为沿y轴方向后粒子做类平抛运动,由平抛运动规律可求得y轴位移和x轴位移,如果要粒子速度减小到零需加与速度方向相反的电场,由运动规律可求得加速度大小,再由牛顿第二定律可求得场强大小

◎ 知识点

    专家分析,试题“在光滑水平面上有一质量m=1.0×10—3kg、电量q=1.0×10—10C的带正电小球,静止在O点,以O点为原点,在该水平面内建立直角系坐标系oxy,现突然加一沿X轴负方向、场强大小E=2.…”主要考查了你对  【带电粒子在电场中的加速】  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。

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