如圖5所示,勻強電場方向與水平線夾角,方向斜向右上方,電場強度爲E,質量爲m的小球帶負電,以初速度開始運動,初...
問題詳情:
如圖5所示,勻強電場方向與水平線夾角,方向斜向右上方,電場強度爲E,質量爲m的小球帶負電,以初速度開始運動,初速度方向與電場方向一致。
(1)若小球的帶電荷量爲,爲使小球能做勻速直線運動,應對小球施加的恆力的大小和方向各如何?
(2)若小球的帶電荷量爲,爲使小球能做直線運動,應對小球施加的恆力的最小值和方向各如何?
【回答】
解析 (1)如圖*所示,欲使小球做勻速直線運動,必使其合外力
爲0,設對小球施加的力F1與水平方向夾角爲α,則
因爲 (2分)
所以 (2分)
代入數據解得α=60°,F1=mg (1分) *
即恆力F1與水平線成60°角斜向右上方. (1分)
(2)爲使小球能做直線運動,則小球所受合力的方向必和運動方向 乙
在一條直線上,故要使力F2和mg的合力和電場力在一條直線上.
當F2取最小值時,F2垂直於F.
故F2=mgsin 60°=mg (3分)
方向如圖乙所示,與水平線成60°角斜向左上方. (1分)
知識點:帶電粒子在電場中的運動
題型:計算題