在空间中有竖直向上的匀强电场,场强大小E=2.0×103N/C,有一个质量为m=4.0×10-6kg,电量q=+1.6×
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解题思路:(1)带正电液滴在竖直向上的匀强电场中,受到竖直向上的电场力和重力作用,根据计算可知,电场力大于重力,液滴做匀减速运动,根据牛顿第二定律求出液滴的加速度,再由速度公式求出液滴的速度减到零的时间.

(2)根据平均速度求出液滴上升的高度,求出电场力做功.电场力做功多少,电势能就减少多少.

(1)以液滴为研究对象,根据牛顿第二定律得

mg-Eq=ma

得到а=[mg−Eq/m]=g-[Eq/m]=10-

2×103×1.6×10−8

4×10−6m/s2=2m/s2

由运动学公式vt=v0-at 得到带电液滴速度减到零所用时间为:

t=

vt−v0

a=[0−4/−2] s=2s

(2)带正电液滴的速度减到零上升的高度为

h=

v0

2t=

4

2×4m=4m

电场力做功为W=qEh=1.6×10-8×2.0×103×4J=1.28×10-4J

所以带电液滴的电势能的变化量是1.28×10-4J.

答:

(1)从零时刻开始,经2s时间液滴的速度减到零.

(2)以零时刻开始,至速度减到零这个过程中带电液滴的电势能的变化量是1.28×10-4J.

点评:

本题考点: 电场强度;匀变速直线运动的速度与时间的关系;牛顿第二定律;功的计算;电势能.

考点点评: 本题是带电粒子在匀强电场中运动问题,分析受力情况和运动情况是基础.基础题.