质量为m、带电量为+q的小球在O点以初速度v1并与水平方向成θ角射出,如图所示.不计小球运动过程的阻力,重力加速度为g,

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  • 解题思路:(1)若加上大小一定,方向水平向左的匀强电场,仍能保证微粒沿vo方向做直线运动,微粒所受的合力方向与vo方向相反,根据运动学公式,即可求解运动的时间.

    (2)保证微粒仍沿vo方向做直线运动,电场力方向必须垂直于vo方向斜向上时,电场力有最小值,则场强有最小值,根据垂直于vo方向合力为零,求出电场强度的最小值.

    (1)当匀强电场水平向左,能保证小球沿v1方向做直线运动,则重力和电场力的合力与v1方向相反,受力分析如图.

    小球的加速度:a=[F/m]=[g/sinθ];

    小球返回O点所经历的时间:t=

    2v1

    a=

    2v1sinθ

    g;

    (2)仍保证小球沿v1方向做直线运动,则重力和电场力的合力与v1在同一直线,做受力分析,当电场力垂直于速度所在的直线时,取得最小值.

    由受力分析知,有:Eminq=mgcosθ;

    解得:Emin=[mgcosθ/q];

    答:(1)若加上大小一定、方向向左的匀强电场,能保证小球沿v1方向做直线运动,经过

    2v1sinθ

    g时间小球返回O点;

    (2)若在某方向加上一定大小的匀强电场后,仍保证小球沿v1方向做直线运动,所加匀强电场场强的最小值是[mgcosθ/q].

    点评:

    本题考点: 带电粒子在混合场中的运动;力的合成与分解的运用;牛顿第二定律.

    考点点评: 本题要根据微粒做直线运动的条件:合力方向与速度方向在同一直线上.对于有往复运动的问题,运用动能定理可分段研究,也可以全过程研究.

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