Question

【題目】如圖所示，豎直虛線1、水平虛線2間存在豎直向上、場(chǎng)強(qiáng)大小為的勻強(qiáng)電場(chǎng)，水平進(jìn)線2、3之間的距離為，且2、3之間存在方向水平向右大小未知的勻強(qiáng)電場(chǎng)，可視為質(zhì)點(diǎn)質(zhì)設(shè)為m=0.1kg、電荷量為的帶正電的物體由虛線1上的A點(diǎn)以水平向右的速度射入電場(chǎng)，經(jīng)過一段時(shí)間物體由虛線2上的B點(diǎn)進(jìn)入水平向右的電場(chǎng)，此后物體在虛線2、3之間沿直線到達(dá)虛線3上的C點(diǎn)（C點(diǎn)圖中未畫出）.已知OA=OB=0.4m，重力加速度g=10m/s2.求：

（1）物體射入電場(chǎng)的速度應(yīng)為多大？

（2）B、C兩點(diǎn)之間電勢(shì)差的大小以及物體從C點(diǎn)射出時(shí)的動(dòng)能有多大？

Answer 1

【答案】（1）v0=1m/s（2）EkC=0.45J

【解析】

(1)物體進(jìn)入豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng)，物體帶正電，受到的電場(chǎng)力豎直向上,根據(jù)牛頓第二定律得：

解得：

a==5m/s2

根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有，物體沿水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)：

沿豎直方向有：

yAO=

整理得

代入數(shù)據(jù)解得

v0=lm/s

(2)物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的豎直方向的速度：

vy==2m/s

因?yàn)槲矬w在虛線2、3之間做直線運(yùn)動(dòng)，所以合外力的方向與速度方向在一條直線上，

即速度方向與合外力的方向相同，則有：

解得

E2=50N/C

設(shè)物體在水平電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的水平距離為l，則有：

得

l=0.1m

根據(jù)

UBC=E2l

解得

UBC=5V

物體由A到C的過程中，由動(dòng)能定理有

解得

EkC=0.45J