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[组图]真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0。           ★★★
真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0。
作者:佚名 文章来源:网络 点击数: 更新时间:2017/6/25 13:19:10

真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0。在油滴处于位置A时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变。持续一段时间t1后,又突然将电场反向,但保持其大小不变;再持续同样一段时间后,油滴运动到B点。重力加速度大小为g。

(1)求油滴运动到B点时的速度。

(2)求增大后的电场强度的大小;为保证后来的电场强度比原来的大,试给出相应的t1和v0应满足的条件。已知不存在电场时,油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍。


 

1)设油滴质量和电荷量分别为mq,油滴速度方向向上为整。油滴在电场强度大小为E1的匀强电场中做匀速直线运动,故匀强电场方向向上。在t=0时,电场强度突然从E1增加至E2时,油滴做竖直向上的匀加速运动,加速度方向向上,大小a1满足

油滴在时刻t1的速度为

电场强度在时刻t1突然反向,油滴做匀变速直线运动,加速度方向向下,大小a2满足

油滴在时刻t2=2t1的速度为

由①②③④式得

2)由题意,在t=0时刻前有

油滴从t=0到时刻t1的位移为

油滴在从时刻t1到时刻t2=2t1的时间间隔内的位移为

由题给条件有

式中hBA两点之间的距离。

B点在A点之上,依题意有

由①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩式得

为使,应有

即当

才是可能的:条件式和式分别对应于两种情形。

BA点之下,依题意有

由①②③⑥⑦⑧⑨式得

为使,应有

另一解为负,不符合题意,已舍去。



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