Question

3．如图所示，空间中存在竖直方向的匀强电场，虚线abcd为矩形区域，ad边长L=30cm，ab边长D=16cm．从实验装置中射出的带正电的微粒，质量m=1.0×10^-22kg、带电量q=1.0×10^-16C．微粒以v₀=1.5×10⁴m/s垂直于电场方向，从ab连线的中点射入电场，从c点射出矩形区域．不计微粒重力和微粒之间的相互作用力．求：电场强度的大小和方向．

Answer 1

分析 粒子在电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，根据分位移公式列式求解即可．

解答 解：粒子带正电荷，向下偏转，故电场力向下，故电场强度向下；
根据分位移公式，有：
L=v₀t，
$\frac{D}{2}$=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$，
其中：a=$\frac{qE}{m}$，
联立解得：
E=$\frac{{0.16m×1.0×1{0^{-22}}kg×{{（1.5×1{0^4}m/s）}^2}}}{{1.0×1{0^{-16}}C×{{（0.3m）}^2}}}$=36N/C；
答：电场强度的大小为36N/C，方向竖直向下．

点评 本题考虑粒子在匀强电场中偏转的问题，关键是明确粒子做类似平抛运动，根据分位移公式列式求解，基础题目．