问题 问答题

如图所示,已知平行金属板间距为d,与水平面夹角为θ,要使一质量为m、电量为+q的小球能从AB板A端沿直线以初速度V0开始运动,并恰能沿水平方向运动至CD板的D端射出,求(1)两金属板间的电压U是多少?(重力加速度为g)(2)要使此小球从D端静止出发沿直线返回至A端至少需外力做多少功?

某同学解答题过程如下:

由受力平衡可知:

(1)∵

qU
d
=mg∴U=
mgd
q

(2)WF=qU=mgd

你认为他的解答是否正确?如果正确,请简述理由;如果不正确,请给出你的解答.

答案

这种解法不对,因为电场力与重力不在一直线上.根据平行四边形定则作出重力与电场力的合力,此合力必定水平向右,如图所示:

(1)∵F=

qU
d
=
mg
cosθ

∴U=

mgd
qcosθ

(2)要使此小球从D端静止出发沿直线返回至A端,外力要克服电场力做功,至少需外力做功WF=qU=

mgd
cosθ

答:他的解答不正确.正确解答的是

(1)两金属板间的电压U是

mgd
qcosθ

(2)要使此小球从D端静止出发沿直线返回至A端至少需外力做

mgd
cosθ
的功.

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