在空间内存在着匀强电场,电场中各等势面为竖直面,它们之间的距离d=1m,各等势面的电势已在图中标出,如
在空间内存在着匀强电场,电场中各等势面为竖直面,它们之间的距离d=1m,各等势面的电势已在图中标出,如图所示.一个质量为m=0.01kg的带电小球,以速度v0=2m/s射...
在空间内存在着匀强电场,电场中各等势面为竖直面,它们之间的距离d=1m,各等势面的电势已在图中标出,如图所示.一个质量为m=0.01kg的带电小球,以速度v0=2m/s射入电场,v0与水平方向成45°角斜向上,已知小球在电场中做直线运动,重力加速度g取10m/s2.求:(1)在图中画出匀强电场的电场线,并求出电场强度E;(2)小球应带什么电荷?电荷量是多少?(3)小球沿v0方向能走多远?(电场足够大)
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解:(1)根据电场线与等势面垂直,且指向电势低的等势面,可知电场线水平向左,画出匀强电场的电场线,如图所示.
由U=Ed得:E=
=
V/m=100V/m.
(2)由题意可知,只有小球受到向左的电场力,电场力和重力的合力才有可能与初速度方向在一条直线上,所以小球带正电.
由图可知,Eq=mg
所以解得:q=
=
C=0.001C
(3)由下图可知,
F合=
=
mg
由动能定理,得:-F合?xm=0-
mv02
所以xm=
=
m=
m
答:
(1)画出匀强电场的电场线如图,电场强度E为100V/m.
(2)小球应带正电荷,电荷量是0.001C.
(3)小球沿v0方向能走
由U=Ed得:E=
U |
d |
100 |
1 |
(2)由题意可知,只有小球受到向左的电场力,电场力和重力的合力才有可能与初速度方向在一条直线上,所以小球带正电.
由图可知,Eq=mg
所以解得:q=
mg |
E |
0.1 |
100 |
(3)由下图可知,
F合=
(mg)2+(qE)2 |
2 |
由动能定理,得:-F合?xm=0-
1 |
2 |
所以xm=
| ||||
4g |
| ||
4×10 |
| ||
10 |
答:
(1)画出匀强电场的电场线如图,电场强度E为100V/m.
(2)小球应带正电荷,电荷量是0.001C.
(3)小球沿v0方向能走