Question

一个带正电的粒子，从A点射入水平方向的匀强电场中，粒子沿直线AB运动，如图所示．已知AB与电场线夹角θ＝30°，带电粒子的质量m＝1．0×10^－7kg，电荷量q＝1．0×10^－10C，A，B相距L＝20 cm．（取g＝10 m/s²，结果保留两位有效数字）求：

（1）粒子在电场中运动的性质，要求说明理由；

（2）电场强度的大小和方向；

（3）要使粒子能从A点运动到B点，粒子射入电场时的最小速度是多大。

Answer

（1）粒子做匀减速运动．（2）1.7×104N/C，方向水平向左．（3）2.8 m/s．

【解析】

试题（1）粒子只在重力和静电力作用下沿直线AB运动，重力和静电力的合力必由B指向A，与粒子初速度vA方向相反，所以粒子做匀减速运动．

（2）由图可得：，代入数据解得：E＝1．7×104N/C，方向水平向左．

（3）当粒子运动到B点时的速度vB＝0时，粒子射入电场时的速度最小，由动能定理得

mgLsinθ＋qELcosθ＝mvA2

代入数据，解得vA＝2．8 m/s．