Question

一道关于电场的高中物理题

如图为光滑绝缘水平的直线轨道，在轨道的竖直平面内加一个斜向上方的匀强电场.有一质量为0.01kg，带电荷量为+0.0001C的可视为质点的物块，从轨道上的A点无初速度释放，沿直线运动0.20m到达轨道上的B点，此时速度为2.0米每秒（g取10米每秒的平方）。求场强大小可能的取值范围。
正如你所说的，如果E>10³N/C的话，那当E达到一定值时，电场对物块在竖直方向的力就会大于物块的重力，那物块岂不是飞上天了，而不能在水平方向上运动。这又该如何处理呢？

Answer 1

因为轨道光滑，所以只需要考虑水平方向的分力即可。
所以电场力的水平分力一定是向右的。
又有匀加速的时候， v*v/2a =s ，可以得到 a=10 m/s^2 。
所以电场力的水平分力为 F=ma=0.1N，水平方向的分场强是1000 N/C
那么电场是向右下或者右上的。
但是电场向右上的时候，竖直方向的电场力分力不能大于重力，否则物块要飞起来了。
所以向右上时，竖直向上的电场力分力不超过 0.1N。
所以电场从 向右上，与AB夹角为45度，大小为 1000*根（2） N/C
顺时针转到 无限接近竖直向下，大小接近无限大。
当电场指向正右方时，大小最小，为1000N/C。
所以大小的范围是 1000N/C 到 正无穷。

这题目简单了，因为它问你“大小的范围”，没问你它的角度的范围。
事实上，如果场强指向右上方这一块，那么它的大小是 1000 到 1000*根2
如果场强指向右下方这一块，那么它的大小是 1000 到 正无穷
两者取并集，得到 1000 到 正无穷。单位就省略不写了。