Question

如图2-2-8所示,带正电小球质量为m=1×10^-2kg,带电荷量为q=1×10^-6C,置于光滑绝缘水平面上的A点.当空间存在着斜向上的匀强电场时,该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动,当运动到B点时,测得其速度v_B =1.5 m／s,此时小球的位移为s=0.15 m.求此匀强电场场强E的取值范围.(取g=10 m／s²)

图2-2-8

某同学求解如下：设电场方向与水平面之间夹角为θ,由动能定理qEscosθ=mv_B²-0得E=V／m.由题意可知θ＞0,所以当E ＞7.5×10⁴V／m时,小球将始终沿水平面做匀加速直线运动.

经检查,计算无误.该同学所得结论是否有不完善之处?若有,请予以补充.

Answer 1

解：该同学所得结论有不完善之处.为使小球始终沿水平面运动,电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力

qEsinθ≤mg

所以tanθ≤,E≤V/m=1.25×10⁵ V/m,

即7.5×10⁴V/m＜E≤1.25×10⁵ V/m.