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.