Question

一粒子质量为m ,电荷量为+Q,以初速度v与水平方向成30 °角斜向上射入一个匀强电场区域,粒子恰好作直线运动

一粒子质量为m ,电荷量为+Q,以初速度v与水平方向成30 °角斜向上射入一个匀强电场区域,粒子恰好作直线运动。求这个匀强电场的最小场强的大小，并说明其方向与重力方向的夹角是多大

Answer 1

有三种情况粒子恰好直线运动：
1、电场力跟重力抵消，粒子受力平衡。此时QE=mg，E=mg/Q
2、电场力与重力的合力与速度v同向。此时电场力必大于mg，所以不合题意
3、电场力与重力的合力与速度v反向。QE与重力成30°时电场力最小。sin60=QE/mg，E=sqrt(3)mg/2Q
这个匀强电场的最小场强的大小是sqrt(3)mg/2Q，其方向与重力方向的夹角是30°

【俊狼猎英】团队为您解答

追问

为什么QE和重力会成30°角时合力和速度相反？

追答

看QE和G的力矢量图。G大小方向都确定，F合方向确定，则QE与F合垂直时QE最小。也就是与重力成30°