如图5所示,匀强电场方向与水平线夹角,方向斜向右上方,电场强度为E,质量为m的小球带负电,以初速度开始运动,初...
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如图5所示,匀强电场方向与水平线夹角,方向斜向右上方,电场强度为E,质量为m的小球带负电,以初速度开始运动,初速度方向与电场方向一致。
(1)若小球的带电荷量为,为使小球能做匀速直线运动,应对小球施加的恒力的大小和方向各如何?
(2)若小球的带电荷量为,为使小球能做直线运动,应对小球施加的恒力的最小值和方向各如何?
【回答】
解析 (1)如图*所示,欲使小球做匀速直线运动,必使其合外力
为0,设对小球施加的力F1与水平方向夹角为α,则
因为 (2分)
所以 (2分)
代入数据解得α=60°,F1=mg (1分) *
即恒力F1与水平线成60°角斜向右上方. (1分)
(2)为使小球能做直线运动,则小球所受合力的方向必和运动方向 乙
在一条直线上,故要使力F2和mg的合力和电场力在一条直线上.
当F2取最小值时,F2垂直于F.
故F2=mgsin 60°=mg (3分)
方向如图乙所示,与水平线成60°角斜向左上方. (1分)
知识点:带电粒子在电场中的运动
题型:计算题
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