题目内容

质量为m、带电量为q(q>0)的小油滴,以初速度v0沿与水平方向成θ角的直线斜向上运动.已知重力加速度为g,空间还存在一个匀强电场,则电场强度的最小值为
mgcosθ
q
mgcosθ
q
,在此情况下,当油滴沿直线发生位移L时,其电势能改变了
0
0
分析:由题意,小油滴以初速度v0沿与水平方向成θ角的直线斜向上运动,合力为零或合力与速度在同一直线上,运用图解法得到电场力最小的条件,即得到场强最小的条件,由力的合成法求出电场强度的最小值.根据电场力做功,求电势能的变化量.
解答:解:如图,液滴受到重力m和电场力qE作用而做直线运动,作出这两个力的合力,此合力为零或与速度共线,由图知,当电场力qE与速度垂直时,qE最小,则E也最小.
则有mgcosθ=qE
解得,E=
mgcosθ
q

由于电场力与速度始终垂直,不做功,所以电势能不改变,即当油滴沿直线发生位移L时,其电势能改变了0.
故答案为:
mgcosθ
q
,0
点评:解决本题的关键要根据直线运动的条件,运用图解法得到电场强度最小的条件.
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