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如图所示,在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场,现有一个质量m=2.0×10-3kg、电量q=2.0×10-6C的带正电的物体(可视为质点),从O点开始以一

答案:2  悬赏:60  手机版
解决时间 2021-04-05 01:33
如图所示,在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场,现有一个质量m=2.0×10-3kg、电量q=2.0×10-6C的带正电的物体(可视为质点),从O点开始以一定的水平初速度向右做直线运动,其位移随时间的变化规律为s=6.0t-10t?2,式中s的单位为m,t的单位为s.不计空气阻力,取g=10m/s2.
(1)求匀强电场的场强大小和方向;
(2)求带电物体在0~0.5s内电势能的变化量.
最佳答案
解:(1)由s=6.0t-10?t得加速度大小为:a=20m/s2???????
根据牛顿第二定律:Eq=ma????????????????????????????????????????
解得场强大小为:E=2.0×104N/C????????????????????????????????????
电场强度方向水平向左?????????????????????????????????????????????
(2)由x=6.0t-10t2得初速度为:v0=6.0m/s
减速时间:t1=0.3s????????????????????????????????????????????
0.3s内经过的路程x1=v0t1-a1t2=0.9 m?
后0.2s物体做反向匀加速直线运动,经过的路程??x2=a2t2=0.4m????????
物体在0.5s内发生的位移为x=0.9-0.4=0.5???????????????????????????
电场力做负功,电势能增加:△Ep=qEx=2×10-2J??????
答:(1)求匀强电场的场强大小为2.0×104N/C,方向水平向左;
(2)带电物体在0~0.5s内电势能的变化量为2×10-2J.解析分析:(1)根据位移随时间的变化规律可以得到加速度和初速度,根据牛顿第二定律即可求解;
(2)先根据匀变速运动的基本公式求解物体在0.5s内发生的位移,再求出电场力所做的功即可求解.点评:本题是多过程问题,关键是理清物体在整个过程中的运动情况,结合牛顿第二定律及运动学公式进行求解.
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