解题思路:(1)要使粒子做直线运动,则其受到的合力的方向与初速度方向相同或相反,即在一条直线上,然后根据此条件进行计算;
(2)粒子速度减为0时有最大电势差,根据动能定理求解即可.
(1)因Eq>>mg,所以重力可不计,根据题意对粒子受力情况进行分析,如下图:
当电场力与F的合力与初速度反向时粒子做直线运动,当F与运动方向垂直时所需加的力F有最小值
Fmin=Eqsin60°=3
3×10-11N
(2)当粒子速度减小到0时有最大电势差,根据动能定理:
qUmax=[1/2]mV02
Umax=5×104V
答:(1)要使粒子在电场中做直线运动,除电场力外至少还要施加的力为3
3×10-11N;
(2)在此外力作用下,粒子运动途中两点间的电势差最大值是5×104V.
点评:
本题考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系;电势差.
考点点评: 本题考查物体做直线运动的条件,以及公式W=qU的应用,属于中等偏难一点的难度.