Question

如圖，在足夠大的長方形abcd區(qū)域內有水平向右的勻強電場，其中ad邊與水平方向垂直，現(xiàn)有一帶電的質點從O點沿電場方向射入該區(qū)域，它的動能為10 J，當它到達距ad邊最遠的A點時，所具有的動能為25 J，此過程中帶電質點的電勢能增加了____J．該帶電質點折回通過ad邊上的O’點時，其動能為   J．

Answer 1

10   110

由圖的運動曲線可以知道有重力作用，電場力和運動方向相反。
在OA段，運動方向由水平變?yōu)樨Q直。
水平方向 電場力做功，使得速度V0變?yōu)?，消耗掉 10J的初始動能。即，10J動能轉化為電勢能。
豎直方向，重力做功，使得帶電質點下降。做功 25J。
由A到O‘ ，電場力使得帶電質在水平方向回到原先位置，做功 10J。
豎直方向，由于OA和A’O的水平運動距離以及受力情況相同，運動時間相同。即，總自由落體的運動距離 是第一段時間運動距離的 4倍。可用  h=1/2gt²導出。相應的重力勢能做功就是第一段的四倍，從 O到 O‘，重力總功為 100J。 OA  25J，AO’ 75J。
再加上電勢能中釋放出來的10J，總共110J。