Question

【题目】如图甲所示，边界MN将空间分成上下两个区域I、II，在区域II中有竖直向下的匀强电场，在电场中某一点B静止释放一个质量为m= 1×10-2 kg、带电量大小为q= 4×10-4 C的小球，它恰能到达区域I中的A点，已知小球运动的v—t图象如图乙所示，g=10m/s2，不计空气阻力。求：

（1）小球的带点性质，以及匀强电场的电场强度大小；

（2）A、B两点间的高度差h；

（3）若将电场反向且强度减为原来的三分之一，要让小球仍恰好到达A点，在B点需以多大的初速度竖直向上拋出。

Answer 1

【答案】（1）小球带负电；E= 750 V/m （2）h=0.30 m （3）v=2m/s

【解析】

（1）在电场中对小球受力分析知小球带负电

v—t图象的斜率等于加速度，则：

小球离开电场前的加速度大小

小球离开电场后的加速度大小

由牛顿第二定律得：

联立求得：、

（2）由v—t图象的面积，有

解得：

（3）由动能定理，有：

由小球离开电场前的v—t图象的面积，有：

解得：