Question

在光滑水平面上有一质量m=1.0×10^-3kg、电量q＝1.0×10^-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．

Answer 1

答案：
解析：

由牛顿定律得知，在匀强电场中小球加速度的大小为 代入数值得     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   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 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 vy=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  ⑨   ⑩ 在第3秒末小球到达的位置坐标为    ⑾    ⑿