Question

在光滑水平面上有一質(zhì)量m＝1.0×10^-3kg、電荷量q＝1.0×10^-10C的帶正電小球，靜止在O點(diǎn)，以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)，在該水平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系Oxy．現(xiàn)突然加一沿x軸正方向、場(chǎng)強(qiáng)大小E＝2.0×10⁶V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)，使小球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．經(jīng)過(guò)1.0s，所加電場(chǎng)又突然變?yōu)檠貀軸正方向、場(chǎng)強(qiáng)仍為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)．最后再變?yōu)榱硪粋�(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，使小球在此電場(chǎng)作用下經(jīng)1.0s速度變?yōu)榱悖�求此電�?chǎng)的方向及速度變?yōu)榱銜r(shí)小球的位置．

Answer 1

答案：
解析：

由牛頓定律得知，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中小球加速度的大小為 　　　　 a＝m/s＝0.2m/s 當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)沿x正方向時(shí)，經(jīng)過(guò)1秒鐘小球的速度大小為 　　　　 vx＝at＝0.2×1.0m/s＝0.2m/s 此時(shí)小球速度的方向沿x軸正方向．這一秒鐘內(nèi)小球沿x軸方向運(yùn)動(dòng)，其位移大小為 　　    Δx1＝at2＝×0.2×0.12m＝0.1m 在第二秒鐘內(nèi)，電場(chǎng)變?yōu)檠貀軸正方向，小球在x方向不再受外力，做速度為vx的勻速運(yùn)動(dòng)；在y方向做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)．沿x方向移動(dòng)的距離 　　    Δx2＝vxt＝0.2m 沿y方向移動(dòng)的距離 　　    Δy＝at2＝0.1m 故小球在第二秒末到達(dá)的位置坐標(biāo) 　　    在第二秒末小球在x方向的分速度仍為vx，在y方向的分速度 　　    vy＝at＝0.2m/s 由第二秒末小球的速度vx及vy值可知，此時(shí)小球運(yùn)動(dòng)方向與x軸成角．要使其速度能變?yōu)榱悖瑒t在第3秒內(nèi)所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向必與此時(shí)速度反向，即指向第三象限，與x軸正方向成角．在第3秒內(nèi)小球的速度要變成零，則在電場(chǎng)作用下小球的加速度的x分量和y分量分別應(yīng)為 　　    ax＝＝0.2m/s2　　ay＝＝0.2m/s2 所以在第3秒末小球到達(dá)的位置坐標(biāo)為 　　    x3＝x2＋vxt－axt2＝0.4m 　　    y3＝y(tǒng)2＋vyt－ayt2＝0.2m