问题
问答题
质量m=2.0×10-4kg、电荷量q=1.0×10-6C的带正电微粒悬停在空间范围足够大的匀强电场中，电场强度大小为E1．在t=0时刻，电场强度突然增加到E2=4.0×103N/C，场强方向保持不变．到t=0.20s时刻再把电场方向改为水平向右，场强大小保持不变．取g=10m/s2．求：
（1）原来电场强度E1的大小？
（2）t=0.20s时刻带电微粒的速度大小？
（3）带电微粒运动速度水平向右时刻的动能？
答案
（1）当场强为E1的时候，带正电微粒静止，所以mg=E1q
所以 E1=
=2.0×103N/C mg q
（2）当场强为E2的时候，带正电微粒由静止开始向上做匀加速直线运动，设0.20s后的速度为v，
由牛顿第二定律：E2q-mg=ma，得到a=
-g=10m/s2．E2q m
由运动学公式 v=at=2m/s
（3）把电场E2改为水平向右后，带电微粒在竖直方向做匀减速运动，设带电微粒速度达到水平向右所用时间为t1，则 0-v1=-gt1 解得：t1=0.20s
设带电微粒在水平方向电场中的加速度为a2，
根据牛顿第二定律 qE2=ma2，解得：a2=20m/s2
设此时带电微粒的水平速度为v2，v2=a2t1，解得：v2=4.0m/s
设带电微粒的动能为Ek，Ek=
m1 2
=1.6×10-3Jv 22
答：（1）原来电场强度E1的大小是2.0×103N/C；
（2）t=0.20s时刻带电微粒的速度大小是2m/s；
（3）带电微粒运动速度水平向右时刻的动能1.6×10-3J．