在光滑水平面上有一质量m=1.0×10kg、电量q=1.0×10C的带正电小球,静止在O点。以O点为原点,在该水平面内建立直角坐标系Oxy。现突然加一沿X轴正方向、场强大小E=2.0×106V/
◎ 题目
在光滑水平面上有一质量m=1.0×10kg、电量q=1.0×10C的带正电小球,静止在O点。以O点为原点,在该水平面内建立直角坐标系Oxy。现突然加一沿X轴正方向、场强大小E=2.0×106V/m的匀强电场,使小球开始运动。经过1.0s,所加电场突然变为沿y轴正方向,场强大小仍为E=2.0×106V/m的匀强电场。再经过1.0s,所加电场又突然变为另一个匀强电场,使小球在此电场作用下经1.0s速度变为零。求此电场的方向及速度变为零时小球的位置。 |
◎ 答案
(见解析) |
◎ 解析
由牛顿定律得知,在匀强电场中小球加速度的大小为:a= 代入数值得:a==0.20m/s ① 当场强沿x正方向时,经过1秒钟小球的速度大小为:vx=at=0.20×1.0=0.20m/s ② 速度的方向沿x轴正方向.小球沿x轴方向移动的距离: x1==0.10m ③ 在第2秒内,电场方向沿y轴正方向,故小球在x方向做速度为vx的匀速运动,在y方向做初速为零的匀加速运动.沿x方向移动的距离: △x2=vxt=0.20m ④ 沿y方向移动的距离: ==0.10m ⑤ 故在第2秒末小球到达的位置坐标: x2=△x1+△x2=0.30m ⑥ y2=△y=0.10m ⑦ 在第2秒末小球在x方向的分速度仍为vx,在y方向的分速度: y=at=0.20×1.0=0.20m/s ⑧ 由上可知,此时运动方向与x轴成45°角.要使小球速度能变为零,则在第3秒内所加匀强电场的方向必须与此方向相反,即指向第三象限,与x轴成225°角. 在第3秒内,设在电场作用下小球加速度的x分量和y分量分别为ax、ay,则: ax==0.20m/s2 ⑨ ay==0.20m/s2 ⑩ 在第3秒末小球到达的位置坐标为: x3=y2+vxt-=0.40m 11 y3=y2+vyt-=0.20m 12 |
◎ 知识点
专家分析,试题“在光滑水平面上有一质量m=1.0×10kg、电量q=1.0×10C的带正电小球,静止在O点。以O点为原点,在该水平面内建立直角坐标系Oxy。现突然加一沿X轴正方向、场强大小E=2.0×106V/…”主要考查了你对 【带电粒子在电场中的偏转】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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