题目内容

如图,一带电液滴在重力和电场力的作用下,从静止开始由b沿直线运动到d,且bd与竖直方向所夹的锐角为45°.已知带电液滴的质量为m,水平方向的电场强度为E,带电液滴从b运动到d所用时间为t,重力加速度为g.
求:(1)带电液滴带何种电?带电量为多少?
(2)从b运动到d,带电液滴的电势能变化多少?是增加还是减少?
分析:(1)带电液滴做直线运动,所以所受合力方向与运动方向在同一直线上,根据几何关系即可求得电量;
(2)根据电场力做的功等于负的电势能的变化量即可求解.
解答:解:(1)带电液滴做直线运动,所以所受合力方向与运动方向在同一直线上,
液滴受重力和电场力,根据题意,液滴电场力方向水平向右,所以液滴带负电  
qE
mg
=tan45°=1   
 得  q=
mg
E

(2)根据牛顿第二定律得:a=
2
mg
m
=
2
g

ab的距离为:l=
1
2
at2=
2
2
gt2

所以EP=qElsin450=
1
2
mg2t2

电场力做正功,电势能减少     
答:(1)带电液滴带负电,带电量为
mg
E

(2)从b运动到d,带电液滴的电势能减少了
1
2
mg2t2
点评:本题要求同学们能根据液滴的运动情况判断液滴的受力情况,知道电场力做的功等于负的电势能的变化量,难度适中.
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