Question

【題目】一個(gè)帶正電的微粒，從A點(diǎn)射入水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，微粒沿直線AB運(yùn)動(dòng)，如圖所示，AB與電場(chǎng)線夾角θ=30°．已知帶電微粒的質(zhì)量m=1.0×10﹣7kg，電量q=1.0×10﹣10C，A、B相距L=20cm．（取g=10m/s2，結(jié)果要求二位有效數(shù)字）求：

(1)試說(shuō)明微粒在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，要求說(shuō)明理由。

(2)電場(chǎng)強(qiáng)度大小、方向？

(3)要使微粒從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，微粒射入電場(chǎng)時(shí)的最小速度是多少？

Answer 1

【答案】（1）微粒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)（2）， 水平向左（3）2.8m/s

【解析】

(1)根據(jù)直線運(yùn)動(dòng)的條件結(jié)合受力分析，得到電場(chǎng)力的方向，最終分析出物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；

(2)根據(jù)力的合成的平行四邊形定則結(jié)合幾何關(guān)系得到電場(chǎng)力，求出電場(chǎng)強(qiáng)度；

(3)對(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理列式，求解微粒射入電場(chǎng)時(shí)的最小速度。

(1)微粒在重力和電場(chǎng)力作用下沿AB直線運(yùn)動(dòng)，合力一定與速度在同一條直線上，可知電場(chǎng)力的方向水平向左，如圖所示。微粒所受合力的方向由B指向A，與初速度vA方向相反，微粒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。

(2)據(jù)上圖，

解得：電場(chǎng)強(qiáng)度，方向水平向左。

(3)微粒由A運(yùn)動(dòng)到B的速度vB=0，對(duì)應(yīng)微粒進(jìn)入電場(chǎng)中的速度最小，由動(dòng)能定理有：

解得：

即要使微粒從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，微粒射入電場(chǎng)時(shí)的最小速度是2.8m/s。