问题
问答题
如图所示,带正电小球质量为m=1×10-2kg,带电量为q=l×10-6C,置于光滑绝缘水平面上的A点.当空间存在着斜向上的匀强电场时,该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动,当运动到B点时,测得其速度vB=1.5m/s,此时小球的位移为S=0.15m.求此匀强电场场强E的取值范围.(g=10m/s.)
某同学求解如下:设电场方向与水平面之间夹角为θ,由动能定理qEScosθ=
m1 2
-0得E=v 2B
=m v 2B 2qScosθ
V/m.由题意可知θ>0,所以当E>7.5×104V/m时小球将始终沿水平面做匀加速直线运动.经检查,计算无误.该同学所得结论是否有不完善之处?若有请予以补充.75000 cosθ
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答案
该同学所得结论有不完善之处.
为使小球始终沿水平面运动,电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力,即:qEsinθ≤mg
所以tgθ≤
=mg m v 2B 2S
=2Sg v 2B
=2×0.15×10 2.25 4 3
E≤
=mg qsinθ
V/m=1.25×105V/m1×10-2×10 1×10-6× 4 5
即:7.5×104V/m<E≤1.25×105V/m