题目内容

(12分)如图所示的电场,等势面是一簇互相平行的竖直平面,间隔均为,各面电势已在图中标出,现有一质量为的带电小球以速度,方向与水平方向成角斜向上射入电场,要使小球做直线运动.问:

(1)小球应带何种电荷?电荷量是多少?(2)在入射方向上小球最大位移量是多少?(电场足够大)
(1)正电,   (2)

试题分析: (1)由等势面可知,电场线方向垂直等势面向左,即水平向左,因小球做直线运动,则电场力和重力的合力应与初速度在一条直线上,如图所示:

则电场力只能向左,可知小球带正电,
小球沿方向做匀减速运动,,所以, 
(2)由图可知
由动能定理:
则:
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