Question

【題目】如圖所示, 空間分布著高度H = 0.8 m、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng), 質(zhì)量m = 0.1kg、電荷量q = + 1.0×10-5 C的小球從距離電場(chǎng)上邊界h = 0.8 m處由靜止釋放, 經(jīng)過(guò)時(shí)間t = 0.6 s從電場(chǎng)的下邊界穿出. 不計(jì)空氣阻力, 重力加速度g = 10 m/s2.

求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E ;

為使該小球運(yùn)動(dòng)至電場(chǎng)下邊界的時(shí)間最短, 求小球釋放處離電場(chǎng)上邊界的高度.

Answer 1

【答案】E = 1.0×105 N/C；

【解析】.(1)小球做自由落體運(yùn)動(dòng), 經(jīng)過(guò)時(shí)間t1, 下落的高度為h. 則

h = 解得 t1 == 0.4 s

此時(shí)小球的速度: 解得

進(jìn)入電場(chǎng)后, 設(shè)小球勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為a, 則

解得 a=0

所以, 小球受力平衡. 即 qE = mg

解得 E = 1.0×105 N/C

(2) 由(1)問(wèn)可知, 小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

當(dāng)時(shí), 小球運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間 最短.

所以

綜上所述本題的答案是： E = 1.0×105 N/C；