题目内容

【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M匀速运动到N,如图所示.已知力FMN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?

2MN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?

【答案】123mv02+FLcosθ

【解析】试题分析:(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,所以它受到的合力为0,拉力与电场力是一对平衡力.所以电场力的大小也是F,方向与拉力F的方向相反.则匀强电场的电场强度大小

2)从MN的过程,电场力做功的大小:W=-FLcosθ

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.根据能量守恒定律得,小球的动能变化量得

EkM=EkN-qUMN=mv02+FLcosθ

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