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(2013·北京海淀一模,22题)(16分)如图11所示,质量m=2.0×10-4kg、电荷量q=1.0×10-6C的带正电微粒静止在空间范围足够大的电场强度为E1的匀强电场中。取g=10m/s2

(1)求匀强电场的电场强度E1的大小和方向;

(2)在t=0时刻,匀强电场强度大小突然变为E2=4.0×103N/C,且方向不变。求在t=0.20s时间内电场力做的功;

(3)在t=0.20s时刻突然撤掉电场,求带电微粒回到出发点时的动能。

【答案】见解析

【解析】(1)设电场强度为E,则

     Eq=mg……………………………………2分

     E=N/C=2.0×103N/C,方向向上………………2分

(2)在t=0时刻,电场强度突然变化为E2=4.0×103N/C,设微粒的加速度为a,在t=0.20s时间内上升高度为h,电场力做功为W,则

q E2-mg=ma1 ……………………2分

     解得:a1=10m/s2 

……………………2分

      解得:h=0.20m

      W=qE2h……………………2分

     解得:W=8.0×10-4J……………………1分

(3)设在t=0.20s时刻突然撤掉电场时粒子的速度大小为v,回到出发点时的动能为Ek,则

    v=at……………………2分

Ek=mgh+……………………2分

    解得:Ek=8.0×10-4J……………………1分

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     C.,方向竖直向上         D.,方向竖直向下

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远日点

近日点

神舟星

3.575AU

2.794AU

杨利伟星

2.197AU

1.649AU

    注:AU是天文学中的长度单位,1AU=149 597 870 700m(大约是地球到太阳的平均距离)。

“神舟星”和“杨利伟星”绕太阳运行的周期分别为T1T2,它们在近日点的加速度分别为a1a2。则下列说法正确的是

A.                         B.

C.                            D.

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