Question

（1）场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有引力场。物体之间的万有引力就是通过引力场发生作用的，地球附近的引力场叫重力场。仿照电场强度的定义，请你定义重力场强度的大小和方向。

（2）电场强度和电势都是描述电场的物理量，请你在匀强电场中推导电场强度与电势差的关系式。

（3）如图所示，有一水平向右的匀强电场，一带正电的小球在电场中以速度v₀竖直向上抛出，小球始终在电场中运动。已知小球质量为m，重力加速度为g，其所受电场力为重力的。求小球在运动过程中的最小速度的大小和方向。（已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8）

Answer

（1）， 方向与重力G的方向相同（或竖直向下）

（2）（3）0.6v0，速度v的方向斜向上且与水平方向成37°角。

【解析】试题分析： （1）， 方向与重力G的方向相同（或竖直向下）

（2）设A、B为匀强电场中的两点。从A到B，电场力做功为，其中d为AB沿电场方向的距离。

点电荷q从A到B，电势能的变化量为

由得：

求得：

（3）当小球的速度方向与合力方向垂直时，小球的速度最小。

解得：

所以：，

速度v的方向斜向上且与水平方向成37°角

考点：电场力及电场力的功；牛顿定律

【名师点睛】此题是通过电场强度来类比重力场的问题；电场和重力场由很多相似之处，例如电场力和重力做功都与路径无关；类比法是物理学中常用的研究方法。