如图,在足够大的长方形abcd区域内有水平向右的匀强电场,其中ad边与水平方向垂直,现有一带电的质点从O点沿电场方向射入该区域,它的动能为10J,当它到达距ad边最远的A点时

◎ 题目

如图,在足够大的长方形abcd区域内有水平向右的匀强电场,其中ad边与水平方向垂直,现有一带电的质点从O点沿电场方向射入该区域,它的动能为10 J,当它到达距ad边最远的A点时,所具有的动能为25 J,此过程中带电质点的电势能增加了____J.该带电质点折回通过ad边上的O点时,其动能为   J.

◎ 答案

10   110

◎ 解析

由图的运动曲线可以知道有重力作用,电场力和运动方向相反。
在OA段,运动方向由水平变为竖直。
水平方向 电场力做功,使得速度V0变为0,消耗掉 10J的初始动能。即,10J动能转化为电势能。
竖直方向,重力做功,使得带电质点下降。做功 25J。
由A到O‘ ,电场力使得带电质在水平方向回到原先位置,做功 10J。
竖直方向,由于OA和A’O的水平运动距离以及受力情况相同,运动时间相同。即,总自由落体的运动距离 是第一段时间运动距离的 4倍。可用  h=1/2gt2导出。相应的重力势能做功就是第一段的四倍,从 O到 O‘,重力总功为 100J。 OA  25J,AO’ 75J。
再加上电势能中释放出来的10J,总共110J。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,在足够大的长方形abcd区域内有水平向右的匀强电场,其中ad边与水平方向垂直,现有一带电的质点从O点沿电场方向射入该区域,它的动能为10J,当它到达距ad边最远的A点时…”主要考查了你对  【带电粒子在电场中的偏转】  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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