Question

如圖所示，在絕緣光滑水平面的上方存在著水平方向的勻強電場，現(xiàn)有一個質(zhì)量m=2.0×10^-3kg、電量q=2.0×10^-6C的帶正電的物體（可視為質(zhì)點），從O點開始以一定的水平初速度向右做直線運動，其位移隨時間的變化規(guī)律為s=6.0t-10t²，式中s的單位為m，t的單位為s．不計空氣阻力，取g=10m/s²．
（1）求勻強電場的場強大小和方向；
（2）求帶電物體在0～0.5s內(nèi)電勢能的變化量．

Answer 1

（1）由s=6.0t-10t²得加速度大小為：a=20m/s²
根據(jù)牛頓第二定律：Eq=ma
解得場強大小為：E=2.0×10⁴N/C
電場強度方向水平向左
（2）由x=6.0t-10t²得初速度為：v₀=6.0m/s
減速時間：t₁=0.3s
0.3s內(nèi)經(jīng)過的路程x₁=v₀t₁-a₁t²=0.9 m
后0.2s物體做反向勻加速直線運動，經(jīng)過的路程x₂=

1

2

a₂t²=0.4m
物體在0.5s內(nèi)發(fā)生的位移為x=0.9-0.4=0.5
電場力做負功，電勢能增加：△E_p=qEx=2×10^-2J
答：（1）求勻強電場的場強大小為2.0×10⁴N/C，方向水平向左；
（2）帶電物體在0～0.5s內(nèi)電勢能的變化量為2×10^-2J．