题目内容
(18分)如图所示,竖直平行直线为匀强电场的电场线,电场方向未知,A,B是电场中的两点,AB两点的连线长为L且与电场线所夹的锐角为θ.一个质量为m,电荷量为-q的带电粒子以初速度v0。从A点垂直进入电场,该带电粒子恰好能经过B点.不考虑带电粒子的重力大小.
(1)根据你学过的物理学规律和题中所给的信息,对反映电场本身性质的物理量(例如电场方向),你能作出哪些定性判断或求得哪些定量结果?
(2)若仅知道带电小球的电荷量-q、初动能Ek0以及AB两点的连线与电场线所夹的锐角θ三个量,对反映电场本身性质的物理量,你能求得哪些定量结果?
![]()
解析:(1)因粒子带负电且向下偏转,故电场力方向向下,所以电场方向竖直向上。
水平方向匀速运动,有: ![]()
=
t (2分)
竖直方向做初速度为零的匀加速运动,有![]()
(2分)
解得:加速度
(2分)
由qE=
,得电场强度大小E=
(2分)
电势差为:UAB=-
(2分)
(2)设初速度大小为
,小球过B点竖直分速度为
,瞬时速度为
,水平和竖直位移分别为
,则有:
,
而![]()
所以
(2分)
由动能定理得:
(2分)
所以A、B间的电势差
(2分)
B点的电势高于A点的电势,有A、B两点间的电场强度
(2分)
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