Question

【題目】如圖所示的勻強電場，等勢面是一簇互相平行的豎直平面，間隔均為d，各等勢面電勢已在圖中標出(U>0)，現有一質量為m的帶電小球以速度v0、方向與水平方向成45°角斜向上射入電場，要使小球做直線運動，求：(重力加速度為g)

(1)小球應帶何種電荷及其電荷量；

(2)小球受到的合外力大小；

(3)在入射方向上小球運動的最大位移的大小xm.(電場足夠大)

Answer 1

【答案】（1）正電 （2）（3）

【解析】

（1）作出電場線如圖（a）所示，只有小球受到向左的電場力，電場力和重力的合力與初速度才可能在同一條直線上，如圖（b）所示：

所以小球帶正電，小球沿方向做勻減速直線運動，由圖（b）知 ：

已知相鄰等勢面間的電勢差為U，所以 ：

可得：

。

（2）由圖（b）知：

；

（3）由動能定理得：

所以：

。