问题
计算题
—个带正电的微粒,从A点射入水平方向的匀强电场中,微粒沿直线AB运动,如图所示,AB与电场线夹角=30°,已知带电微粒的质量m=1.0×10-7kg,电量q=1.0×10-10C,A、B相距L=20cm。(取g=10m/s2,结果保留两位有效数字)求:
(1)说明微粒在电场中运动的性质,要求说明理由。
(2)电场强度的大小和方向?
(3)要使微粒从A点运动到B点,微粒射入电场时的最小速度是多少?
答案
(1)由于带电微粒沿直线AB运动,合力与速度共线,可判断出电场力的方向水平向左,电场力、重力的合力方向由B指向A,与速度相反,微粒做匀减速直线运动
(2)1.7×104N/C ,水平向左 (3)2.8m/s
题目分析:(1)带电微粒在电场中受到电场力qE和重力mg,电场力水平向右或方向向左,由于带电微粒沿直线AB运动,合力与速度共线,可判断出电场力的方向水平向左,如图所示,电场力、重力的合力方向由B指向A,与速度相反,微粒做匀减速直线运动.
(2)由图可得:,解得:
所以电场强度E=1.7×104N/C , 电场强度的方向水平向左。
(3)微粒从A点运动到B点,做匀减速运动,刚好到B点速度为零,微粒射入电场时的速度最小.
根据牛顿第二定律得: 解得:
由运动学公式得: 代入数据解得:
另解:由动能定理得:
代入数据解得