题目内容

【题目】电场中的等势面是一簇互相平行的平面,间隔均为d=1cm,各等势面的电势如图所示,现有一质量为m=0.1kg的带电小球,以速度v0=2m/s射入电场,v0的方向与水平方向成45斜向上,要使质点作直线运动(g=10m/s2)则:

(1)小球带何种电荷?电量是多少.

(2)在入射方向的最大位移是多少.

(3)起点和终点的电势差为多少.

【答案】(1)q=104C(2)(3)U=1000V

【解析】

(1)电场线与等势面垂直,且由等势面高处指向等势面低处,得知电场线方向水平向左.

小球做直线运动,则知电场力和重力的合力方向与速度方向在同一条直线上,其受力分析如图所示:

电场强度的大小为

因电场力方向与电场强度方向相同,则小球带正电,且有mg=qE

则有:

(2)带电小球沿入射方向做匀减速直线运动,其加速度为:

则微粒在入射方向的最大位移为:

(3)因为沿着电场线方向电势降低,终点电势高,

所以起点和终点的电势差为:

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