Question

如圖2-2-8所示,帶正電小球質量為m=1×10^-2kg,帶電荷量為q=1×10^-6C,置于光滑絕緣水平面上的A點.當空間存在著斜向上的勻強電場時,該小球從靜止開始始終沿水平面做勻加速直線運動,當運動到B點時,測得其速度v_B =1.5 m／s,此時小球的位移為s=0.15 m.求此勻強電場場強E的取值范圍.(取g=10 m／s²)

圖2-2-8

某同學求解如下：設電場方向與水平面之間夾角為θ,由動能定理qEscosθ=mv_B²-0得E=V／m.由題意可知θ＞0,所以當E ＞7.5×10⁴V／m時,小球將始終沿水平面做勻加速直線運動.

經檢查,計算無誤.該同學所得結論是否有不完善之處?若有,請予以補充.

Answer 1

解：該同學所得結論有不完善之處.為使小球始終沿水平面運動,電場力在豎直方向的分力必須小于等于重力

qEsinθ≤mg

所以tanθ≤,E≤V/m=1.25×10⁵ V/m,

即7.5×10⁴V/m＜E≤1.25×10⁵ V/m.