Question

【題目】如圖甲所示，邊界MN將空間分成上下兩個區域I、II，在區域II中有豎直向下的勻強電場，在電場中某一點B靜止釋放一個質量為m= 1×10-2 kg、帶電量大小為q= 4×10-4 C的小球，它恰能到達區域I中的A點，已知小球運動的v—t圖象如圖乙所示，g=10m/s2，不計空氣阻力。求：

（1）小球的帶點性質，以及勻強電場的電場強度大小；

（2）A、B兩點間的高度差h；

（3）若將電場反向且強度減為原來的三分之一，要讓小球仍恰好到達A點，在B點需以多大的初速度豎直向上拋出。

Answer 1

【答案】（1）小球帶負電；E= 750 V/m （2）h=0.30 m （3）v=2m/s

【解析】

（1）在電場中對小球受力分析知小球帶負電

v—t圖象的斜率等于加速度，則：

小球離開電場前的加速度大小

小球離開電場后的加速度大小

由牛頓第二定律得：

聯立求得：、

（2）由v—t圖象的面積，有

解得：

（3）由動能定理，有：

由小球離開電場前的v—t圖象的面積，有：

解得：