题目内容

如图所示,真空中存在空间范围足够大的、方向水平向右的匀强电场,在电场中,一个质量为m、带电量为q的粒子从O点出发,初速度的大小为v0,在重力和电场力的共同作用下恰能沿与场强的反方向成θ角做匀减速直线运动,求:

(1)匀强电场的场强的大小;

(2)粒子运动的最高点与出发点之间的电势差。

 

(1)依题意粒子做匀减速直线运动,对粒子受力分析可知粒子带负电,粒子受到水平向右的电场力和竖直向下的重力。垂直运动方向由平衡条件

mgcosθ=qEsinθ                                (2分)

解得E=                                       (1分)

(2)粒子运动到最高点时速度为零,设运动的位移为s,由动能定理:

-mgssinθ-qEscosθ=0-mv02                                                  (2分)

最高点与出发点之间的电势差U=qEscosθ                                  (2分)

解得:U=mv02cos2θ/2q                

解析:略

 

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