Question

如圖所示，豎直平行直線為勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，電場(chǎng)方向未知，A，B是電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，AB兩點(diǎn)的連線長(zhǎng)為l且與電場(chǎng)線所夾的銳角為θ．一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為－q的帶電粒子以初速度v₀。從A點(diǎn)垂直進(jìn)入電場(chǎng)，該帶電粒子恰好能經(jīng)過(guò)B點(diǎn)．不考慮帶電粒子的重力大�。�

(1)根據(jù)你學(xué)過(guò)的物理學(xué)規(guī)律和題中所給的信息，對(duì)反映電場(chǎng)本身性質(zhì)的物理量(例如電場(chǎng)方向)，你能作出哪些定性判斷或求得哪些定量結(jié)果?

(2)若僅知道帶電小球的電荷量－q、初動(dòng)能E_k0以及AB兩點(diǎn)的連線與電場(chǎng)線所夾的銳角θ三個(gè)量，對(duì)反映電場(chǎng)本身性質(zhì)的物理量，你能求得哪些定量結(jié)果?

Answer 1

因粒子帶負(fù)電且向下偏轉(zhuǎn)，故電場(chǎng)力方向向下，所以電場(chǎng)方向豎直向上。

水平方向勻速運(yùn)動(dòng)，有： =t   （1分）

豎直方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，有  （1分）

解得：加速度  （2分）

由qE=，得電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=   （2分）

電勢(shì)差為：UAB=－  （2分）

（2）設(shè)初速度大小為，小球過(guò)B點(diǎn)豎直分速度為，瞬時(shí)速度為，水平和豎直位移分別為，則有：，而

所以  （2分）

由動(dòng)能定理得：   （2分）   

 所以A、B間的電勢(shì)差   （1分）

B點(diǎn)的電勢(shì)高于A點(diǎn)的電勢(shì)，有A、B兩點(diǎn)間的電場(chǎng)強(qiáng)度   （2分）