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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...

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v,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.

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(1)由题,粒子在匀强电场中做匀减速直线运动,受到重力和电场力作用,合力必定与速度在同一直线上,作出两个力的合力,求出电场强度的大小. (2)粒子运动从出发点到最高点的过程中,重力做功为-mgssinθ,电场力做功为-qU,根据动能定理求出最高点与出发点之间的电势差U. 【解析】 (1)依题意,粒子做匀减速直线运动,对粒子受力分析:粒子受到水平向右的电场力和竖直向下的重力,可知粒子带负电,则有   mg=qEtanθ 解得匀强电场的场强大小E= (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-qU=0-mv2  得到最高点与出发点之间的电势差:U=mv2cos2θ  答; (1)匀强电场的场强的大小为; (2)粒子运动的最高点与出发点之间的电势差是mv2cos2θ.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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