Question

一個帶電粒子以初速度與水平方向成q 角（sinq ＝0.6）斜向上射入某勻強電場區域，粒子進入電場區域后沿直線運動．已知：粒子的質量為m＝7.5×kg，帶電量q＝4×C，取，帶電粒子所受的重力不能忽略．
　　（1）要使帶電粒子進入電場后沿直線運動，求：該電場電場強度的最小值及方向．
　　（2）當電場強度為最小值時，通過計算說明該粒子進入這個電場區域后運動的性質．
 

Answer 1

（1）1.5×N/C　　方向：垂直于斜向上．（2）

（1）帶電粒子受重力和電場力如圖所示．　　（2分）
　　要使帶電粒子沿直線運動，其初速度方向必與合外力方向共線，必須使粒子在垂直于運動直線方向上所受合力為零．要使電場強度最小，勻強電場方向應垂直于運動直線（或）向上，即：使電場力與重力在垂直于運動直線方向上的分力互相平衡．　　（2分）
　　設E為滿足條件的電場強度的最小值并滿足方程：
　　　　（2分）
　　得：　　（2分）
　　代入數據：E＝1.5×N/C　　（2分）
　　方向：垂直于斜向上．　　（2分）
　　（2）由于粒子所受重力、電場力均為恒力，所以粒子的加速度恒定．粒子所受的合外力方向與方向相反，所以粒子做勻減速運動．　　（3分）
　　由：mgsinq ＝ma解得：　　（3分）