问题 问答题

一个带正电的微粒,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,AB与电场线夹角θ=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,结果保留二位有效数字)求:

(1)电场强度的大小和方向;

(2)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)微粒只在重力和电场力作用下沿AB直线运动,故合力一定与速度在同一条直线上,可知电场力的方向水平向左,如图所示.

微粒所受合力的方向由B指向A,与初速度VA方向相反,微粒做匀减速直线运动.

在垂直于AB方向上,有

qEsinθ-mgcosθ=0

所以电场强度E=1.7×104N/C       

电场强度的方向水平向左

(2)微粒由A运动到B时的速度vB=0时,

微粒进入电场时的速度最小,由动能定理得,

-mgLsinθ-qELcosθ=-

1
2
mvA2   

代入数据,解得vA=2.8m/s

答:(1)电场强度的大小为1.7×104N/C,方向水平向左;

(2)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2.8m/s.

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