Question

【題目】如圖，一質量m=1×10-6kg，帶電量q=-2×10-8C的小球以初速度v0豎直向上從A點射入一水平向右的勻強電場，當小球運動到比A高h=0.2m的B點時速度大小是2v0，但方向水平，且AB兩點的連線在水平方向的距離為d=0.4m，g取10m/s2，求：

（1）判斷小球在水平方向和豎直方向的運動情況（不必說理由）

（2）小球的初速度v0

（3）AB兩點間的電勢差UAB

（4）勻強電場的場強E的大小．

Answer 1

【答案】（1）微粒在水平方向做初速度為零的勻加速運動；豎直方向做勻減速直線運動；（2）2m/s；（3）-400V；（4）1000V/m．

【解析】

（1）微粒在勻強電場中，水平方向只受電場力，做初速度為零的勻加速運動；豎直方向只受重力，做勻減速直線運動．

（2）對于豎直方向，有：=2gh

則得v0==m/s=2m/s

（3）對于小球從A到B的過程，由動能定理得

qUAB-mgh=-

代入數據解得UAB=-400V

（4）勻強電場的場強E的大小為E==V/m=1000V/m

答：（1）微粒在水平方向做初速度為零的勻加速運動；豎直方向做勻減速直線運動．

（2）小球的初速度v0是2m/s．

（3）AB兩點間的電勢差UAB是-400V．

（4）勻強電場的場強E的大小是1000V/m．