Question

一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线由A向B运动，如图所示，AB与电场线夹角为θ．已知带电微粒的质量为m，电荷量为q，A、B相距L（重力加速度为g）．
（1）试说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由．
（2）求电场强度的大小和方向？

Answer 1

分析：分析微粒在电场中的运动性质，受先分析微粒在电场中的受力情况，根据受力情况分析微粒做何种运动，同理根据受力情况和运动情况确定物体的受力，根据力的合成与分解确定电场力的大小和方向．

解答：解：对微粒进行建立坐标系进行受力分析：


建立AB方向的x轴和垂直AB方向的y轴，因为微粒沿虚线AB运动，故在垂直AB的y轴方向的合力应该为0，因为微粒在电场中受重力和电场力作用，重力方向竖直向下，电场力可以沿1和2的方向，因为垂直y轴的方向合力为0，故微粒受电场力只能沿2方向．
x轴方向：F_合=0-F_电cosθ-Gsinθ=ma_x           ①
y轴方向：F_合y=F_电sinθ-Gcosθ=0                ②
（1）根据受力分析知，微粒所受合力沿x轴的负方向，因为物体沿AB运动也就是x轴的正方向，故微粒做匀减速直线运动；
（2）由②可知F电=

mgcosθ

sinθ

=

mg

tanθ

又因为F_电=qE
所以E=

F电

q

=

mg

qtanθ

又因为微粒带正电，受电场力沿图中2方向，故电场强度的方向和正电荷受力方向相同，即电场强度水平向左．
答：（1）微粒做匀减速直线运动，原因微粒在直线上运动且合力方向与运动方向相反；
（2）电场强度E=

mg

qtanθ

方向水平向左．

点评：能正确的抓住微粒的运动特征，微粒沿AB方向做直线运动，只在垂直AB方向微粒受合外力为0，再根据对微粒的受力分析确定所受电场力的方向是水平向左还是向右．因为微粒带正电，根据电荷受力方向确定电场强度方向．