(10分)在与x轴平行的匀强电场中,一带电量为2×10-6C、质量为4×10-2kg的带电物体在绝缘光滑水平面上沿着x轴做直线运动,其位移随时间的变化规律是x=0.3t-0.05t2,式中x、t均用国际单位制的基本单位.求:
(1)该匀强电场的场强;
(2)从开始运动到第5s末带电物体所运动的路程;
(3)若第6s末突然将匀强电场的方向变为+y轴方向,场强大小保持不变,在0~8s内带电物体电势能的增量。
解析:(1)加速度a=-0.1m/s2 (2分)
场强E=
=
=4×10-2×0.1/2×10-6 N/C=2×103N/C (3分)
(2)v0 =0.3m/s (1分)
减速时间为t1=
=0.3/0.1s=3s (2分)
带电物体所经过的路程为
s=x1+x2=0.3×3-0.05×32+0.1×22/2=0.65m (2分)
(3)第6s末带电物体的位移为0, (1分)
第8s末y=
at22=0.1×22/2m=0.2m (2分)
带电物体电势能的增量为
△E=-Eqy=-2×103×2×10-6×0.2J=-8×10-4J (2分)