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、带电荷量为q的小球,从O点出发,初

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  • 解题思路:(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.

    (1)小球做直线运动,故重力与电场力的合力必与v0在一条直线上,即:

    tanθ=[mg/qE],得E=[mg/qtanθ]

    (2)小球做匀减速直线运动,根据F=ma得:[mg/sinθ]=ma;

    解得:a=[g/sinθ];

    最大位移:s=

    v20

    2a=

    v20sinθ

    2g;

    水平位移:x=scosθ=

    v20sinθcosθ

    2g;

    电势差:U=Ex=

    m

    v20cos 2θ

    2q.

    答:(1)匀强电场的场强的大小为[mg/qtanθ];(2)小球运动的最高点与出发点之间的电势差为

    m

    v20cos 2θ

    2q.

    点评:

    本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;牛顿第二定律.

    考点点评: 本题关键在于把握物体做直线运动的条件:合力与速度共线.分析受力情况是解决带电粒子在电场中运动问题的基础.

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