Question

【題目】如圖所示，豎直虛線1、水平虛線2間存在豎直向上、場強大小為的勻強電場，水平進線2、3之間的距離為，且2、3之間存在方向水平向右大小未知的勻強電場，可視為質點質設為m=0.1kg、電荷量為的帶正電的物體由虛線1上的A點以水平向右的速度射入電場，經過一段時間物體由虛線2上的B點進入水平向右的電場，此后物體在虛線2、3之間沿直線到達虛線3上的C點（C點圖中未畫出）.已知OA=OB=0.4m，重力加速度g=10m/s2.求：

（1）物體射入電場的速度應為多大？

（2）B、C兩點之間電勢差的大小以及物體從C點射出時的動能有多大？

Answer 1

【答案】（1）v0=1m/s（2）EkC=0.45J

【解析】

(1)物體進入豎直向上的勻強電場后做類平拋運動，物體帶正電，受到的電場力豎直向上,根據牛頓第二定律得：

解得：

a==5m/s2

根據平拋運動規律有，物體沿水平方向做勻速運動：

沿豎直方向有：

yAO=

整理得

代入數據解得

v0=lm/s

(2)物體到達B點時的豎直方向的速度：

vy==2m/s

因為物體在虛線2、3之間做直線運動，所以合外力的方向與速度方向在一條直線上，

即速度方向與合外力的方向相同，則有：

解得

E2=50N/C

設物體在水平電場中運動的水平距離為l，則有：

得

l=0.1m

根據

UBC=E2l

解得

UBC=5V

物體由A到C的過程中，由動能定理有

解得

EkC=0.45J