Question

如圖所示，帶正電小球質(zhì)量為m=1×10^-2 kg、帶電荷量為q=1×10^-6 C，置于光滑絕緣水平面上的A點(diǎn).當(dāng)空間存在著斜向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，該小球從靜止開始始終沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，測(cè)得其速度v_B=1.5 m/s，此時(shí)小球的位移為s=0.15 m.求此勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的取值范圍.（取g=10 m/s²）

某同學(xué)求解如下：設(shè)電場(chǎng)方向與水平面之間夾角為θ，由動(dòng)能定理qEscosθ=mv_B²-0得E== V/m.由題可知θ＞0，所以當(dāng)E＞7.5×10⁴ V/m 時(shí)小球?qū)⑹冀K沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng).

經(jīng)檢查，計(jì)算無誤.該同學(xué)所得結(jié)論是否有不完善之處？若有請(qǐng)予以補(bǔ)充.

Answer 1

7.5×10⁴ V/m＜E≤1.25×10⁵ V/m

解析：該同學(xué)所得結(jié)論有不完善之處.

為使小球始終沿水平面運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)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7.5×10⁴ V/m＜E≤1.25×10⁵ V/m.