Question

一匀强电场，场强方向是水平的（如图)，一个质量为的带电量为的带正电的小球，从点出发，初速度的大小为，在电场力和重力作用下，恰好能沿与场强的反方向成角的直线运动．求：

（1）电场强度的大小．

（2）小球运动到最高点的时间．

（3）小球运动最最高点与出发点点的电势差是多少？

Answer

（1） （2） （3）

【解析】

（1）因物体受重力及电场力的作用而做直线运动，故物体所受力的合力一定在运动方向的直线上，则由力的合成可求得电场力，得到电场强度大小；（2）根据平行四边形定则得到合力大小，由牛顿第二定律可求得加速度，由速度时间公式求时间，由速度位移公式求得位移；（3）根据U=Ed求解最高点与出发点间的电势差。

（1）根据带电小球作直线运动，重力和电场力的合力与初速度在同一直线上

则有：，解得：

（2）小球做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有：，而

解得：

则小球减速到0的所用的时间为

根据速度位移公式，最高点与O点间的距离为：

（3）根据电势差：，解得：