Question

【題目】空間有一勻強電場，電場方向與紙面平行。一帶正電，電量為q ， 質量為m的小球（重力不計），在恒定拉力F的作用下沿虛線以速度 由M勻速運動到N ， 如圖所示．已知力F和MN間夾角為 ，MN間距離為L ， 則：

（1）勻強電場的電場強度大小為多少？
（2）MN兩點的電勢差為多少？
（3）當帶電小球到達N點時，撤去外力F ， 則小球回到過M點的等勢面時的動能為多少？

Answer 1

【答案】
（1）

由題意可知，小球只受到拉力F與電場力做勻速直線運動，它受到的合力為0，拉力與電場力平衡．所以電場力的大小是F，方向與拉力F的方向相反．則勻強電場的電場強度大小為

（2）

從M到N的過程，電場力做功的大小：

則MN兩點的電勢差為

（3）

過M點的等勢線與力F垂直，如圖中虛線所示．

小球到達N點后，速度方向水平向右，電場力方向斜向左下方，小球做類斜上拋運動，能回到過M點的等勢面．由動能定理得

則小球的動能為

【解析】本題考查勻強電場電場強度與電勢差的關系U=Ed的應用和動能定理的應用。