问题 问答题

如图所示一质量为m,带电荷量为+q的小球从距地面高h处以一定初速度水平抛出,在距抛出点水平距离l处,有一根管口比小球直径略大的竖直细管,管上口距地面h/2,为使小球能无碰撞地通过管子,可在管子上方的整个区域里加一个场强方向水平向左的匀强电场,重力加速度为g,求:

(1)小球的初速度v0

(2)电场强度E的大小.

答案

(1)将小球的运动分解为竖直方向和水平方向,竖直方向小球做自由落体运动,水平方向做匀减速直线运动

竖直方向:

h
2
=
1
2
gt2
,得到t=
h
g

水平方向:l=

v0
2
t,得到v0=
2l
t
=2l
g
h

(2)水平方向:l=

1
2
at2,a=
qE
m

代入解得,E=

2mgl
qh

答:

(1)小球的初速度v0=2l

g
h

(2)电场强度E的大小为

2mgl
qh

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