Question

【題目】空間有一勻強電場，電場方向與紙面平行。一帶正電，電量為q，質量為m的小球（重力不計），在恒定拉力F的作用下沿虛線以速度由M勻速運動到N，如圖所示．已知力F和MN間夾角為，MN間距離為L，則：

（1）勻強電場的電場強度大小為多少？

（2）MN兩點的電勢差為多少？

（3）當帶電小球到達N點時，撤去外力F，則小球回到過M點的等勢面時的動能為多少？

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）mv02+FLcosθ

【解析】試題分析：（1）由題意可知，小球只受到拉力F與電場力，做勻速直線運動，所以它受到的合力為0，拉力與電場力是一對平衡力．所以電場力的大小也是F，方向與拉力F的方向相反．則勻強電場的電場強度大小．

（2）從M到N的過程，電場力做功的大小：W=-FLcosθ．

則MN兩點的電勢差為．

（3）過M點的等勢線與力F垂直，如圖中虛線所示．小球到達N點后，速度方向水平向右，電場力方向斜向左下方，小球做類斜上拋運動，能回到過M點的等勢面．根據能量守恒定律得，小球的動能變化量得

EkM=EkN-qUMN=mv02+FLcosθ