题目内容
【题目】一匀强电场,场强方向是水平的(如图),一个质量为的带电量为的带正电的小球,从点出发,初速度的大小为,在电场力和重力作用下,恰好能沿与场强的反方向成角的直线运动.求:
(1)电场强度的大小.
(2)小球运动到最高点的时间.
(3)小球运动最最高点与出发点点的电势差是多少?
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
(1)因物体受重力及电场力的作用而做直线运动,故物体所受力的合力一定在运动方向的直线上,则由力的合成可求得电场力,得到电场强度大小;(2)根据平行四边形定则得到合力大小,由牛顿第二定律可求得加速度,由速度时间公式求时间,由速度位移公式求得位移;(3)根据U=Ed求解最高点与出发点间的电势差。
(1)根据带电小球作直线运动,重力和电场力的合力与初速度在同一直线上
则有:,解得:
(2)小球做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律有:,而
解得:
则小球减速到0的所用的时间为
根据速度位移公式,最高点与O点间的距离为:
(3)根据电势差:,解得:
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