Question

在空中有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E＝2.0×10³N/C，有一個(gè)質(zhì)量為m＝4.0×10^－6kg，電量Q＝＋1.6×10^－8C的帶電液滴，以初速度v₀＝4m/s的速度沿電場(chǎng)線豎直向上運(yùn)動(dòng)（此時(shí)刻為零時(shí)刻），設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中帶電液滴的質(zhì)量、電量不變，空氣阻力不計(jì)，g＝10m/s²，求：
（1）從零時(shí)刻開始，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間液滴的速度減到零？
（2）以零時(shí)刻開始，至速度減到零這個(gè)過程中帶電液滴的電勢(shì)能變化多大？

Answer 1

解：（1）設(shè)物體的加速度為a，對(duì)帶電液滴受力分析，由牛頓第二定律得：
mg－EQ＝ma
а＝＝m/s²＝2m/s² 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v_t＝v₀－at，得到帶電液滴速度減到零所用時(shí)間為：
t＝＝s＝2s
（2）帶電液滴速度減到零能上升的高度為H，由運(yùn)動(dòng)學(xué)得：

電場(chǎng)力做的功是：W＝EQH＝2.0×10³×1.6×10^－8×4＝1.28×10^－4 J
故帶電液滴電勢(shì)能減少量是1.28×10^－4 J