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一个带电粒子以初速度与水平方向成q 角(sinq =0.6)斜向上射入某匀强电场区域,粒子进入电场区域后沿直线运动.已知:粒子的质量为m=7.5×kg,带电量q=4×C,取,带电粒子所受的重力不能忽略.

  (1)要使带电粒子进入电场后沿直线运动,求:该电场电场强度的最小值及方向.

  (2)当电场强度为最小值时,通过计算说明该粒子进入这个电场区域后运动的性质.

 

(1)1.5×N/C  方向:垂直于斜向上.(2)


解析:

(1)带电粒子受重力和电场力如图所示.  (2分)

  要使带电粒子沿直线运动,其初速度方向必与合外力方向共线,必须使粒子在垂直于运动直线方向上所受合力为零.要使电场强度最小,匀强电场方向应垂直于运动直线(或)向上,即:使电场力与重力在垂直于运动直线方向上的分力互相平衡.  (2分)

  设E为满足条件的电场强度的最小值并满足方程:

    (2分)

  得:  (2分)

  代入数据:E=1.5×N/C  (2分)

  方向:垂直于斜向上.  (2分)

  (2)由于粒子所受重力、电场力均为恒力,所以粒子的加速度恒定.粒子所受的合外力方向与方向相反,所以粒子做匀减速运动.  (3分)

  由:mgsinq ma解得:  (3分)

练习册系列答案
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