题目内容

【题目】如图所示,区域ⅠⅡ分别存在着有界匀强电场,已知区域Ⅰ宽 ,区域II 且方向与水平成角斜向右上方, 且方向竖直向下。 电量为质量 的带电小球 (可视为质点)由静止释放。( )求:

(1)小球在电场区域I中运动的加速度大小和时间

(2)小球离开电场区域II的速度大小和方向

【答案】(1) (2) ,速度方向与水平方向夹角为

【解析】

(1)设小球在电场I区域受到的电场力为,则有:,受力分析可知,小球在电场I区域受到的电场力和重力的合力方向水平向右,大小为:

解得:

则小球向右做匀加速直线运动,其加速度为:

根据解得小球在电场区域I中运动时间为:

(2)小球离开电场I区域的水平速度为:

小球进入电场II区域中受竖直向下电场力和竖直向下的重力合力竖直向下,其加速度为:

解得:

小球在电场II区域中做类平抛运动,其运动时间为:

小球在竖直方向的分速度为:

小球离开电场II区域的速度为

设小球离开电场II区域的速度方向与水平方向夹角为,则:

得:

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