Question

如图所示，两块平行金属板M、N与水平面成α角放置，板长为L，充电后板间有匀强电场，一个质量为m，带电量为q的液滴垂直与电场方向射入电场，并沿直线通过电场，求   
（1）电场强度的大小为多少？
（2）液滴离开电场时动能增量为多少．

Answer 1

分析：（1）粒子在电场中受到重力和电场力作用，重力方向竖直向下，电场力方向垂直于两极板，两个力不在同一条直线上，故合力不为零，物体沿直线运动，所以合力方向必定与物体的运动方向同向或者反向，很明显在这合力应与物体的运动方向反向．电场力方向应垂直于虚线向上，此过程中电场力不做功，由平行四边形定则求解；
（2）由动能定理可知，动能的增量等于重力做功．

解答：解：（1）由题液滴做直线运动，则电场力方向应垂直于虚线向上，液滴所受的合力方向沿虚线向下．如图所示，则
  qE=mgcosα
解得，E=

mgcosα

q

（2）因电场力与位移方向垂直，不做功，根据动能定理得：
液滴离开电场时动能增量为△E_k=-mgLsinα
答：
（1）电场强度的大小为

mgcosα

q

．
（2）液滴离开电场时动能增量为-mgLsinα．

点评：本题是带电体在复合场中运动的类型，分析液滴的受力情况，确定电场力的方向是解题的关键，要紧扣直线运动的条件进行分析．