Question

如圖所示，在光滑絕緣的水平面上，有一靜止在A點質量為m=1×10^-3kg、帶正電的小球，現加一水平方向的勻強電場使小球由A點運動到B點，靜電力做功為W=0.2J，已知A、B兩點間距離為L=0.1m，電勢差為U_AB=20V，
（1）判斷勻強電場的場強方向；
（2）求電場強度的大小；
（3）求小球的帶電量；
（4）求小球到達B點時的速率．

Answer 1

分析：（1）帶正電的小球加一水平方向的勻強電場使小球從靜止由A點運動到B點，根據運動情況判斷勻強電場的場強方向；
（2）根據電勢差與電場強度的關系求解電場強度的大小；
（3）根據W=qEd求解電荷量；
（4）根據動能定理求解小球到達B點時的速率．

解答：解：（1）帶正電的小球加一水平方向的勻強電場使小球從靜止由A點運動到B點，所以勻強電場的場強方向為由A指向B．
（2）根據電勢差與電場強度的關系得：
U_AB=Ed=0.1E=20V  
所以E=200V/m
（3）電場力做的功：W=FL=qEL
解得：q=

W

EL

=

0.2J

200V/m×0.1m

=0.01C
（4）根據動能定理研究小球由A點運動到B點，
qU=

1

2

mv²
v=

2qU m

=

2×0.01×20 10-3

=20m/s
答：（1）勻強電場的場強方向由A指向B；
（2）電場強度的大小為200V/m；
（3）小球的帶電量為0.01C；
（4）小球到達B點時的速率為20m/s．

點評：理解和掌握電場中各個物理量之間的關系，在具體題目中能熟練的應用．