Question

【题目】空间有一匀强电场，电场方向与纸面平行。一带正电，电量为q ， 质量为m的小球（重力不计），在恒定拉力F的作用下沿虚线以速度 由M匀速运动到N ， 如图所示．已知力F和MN间夹角为 ，MN间距离为L ， 则：

（1）匀强电场的电场强度大小为多少？
（2）MN两点的电势差为多少？
（3）当带电小球到达N点时，撤去外力F ， 则小球回到过M点的等势面时的动能为多少？

Answer 1

【答案】
（1）

由题意可知，小球只受到拉力F与电场力做匀速直线运动，它受到的合力为0，拉力与电场力平衡．所以电场力的大小是F，方向与拉力F的方向相反．则匀强电场的电场强度大小为

（2）

从M到N的过程，电场力做功的大小：

则MN两点的电势差为

（3）

过M点的等势线与力F垂直，如图中虚线所示．

小球到达N点后，速度方向水平向右，电场力方向斜向左下方，小球做类斜上抛运动，能回到过M点的等势面．由动能定理得

则小球的动能为

【解析】本题考查匀强电场电场强度与电势差的关系U=Ed的应用和动能定理的应用。