Question

【題目】如圖所示，一質(zhì)量為、電荷量為的小球在豎直平面內(nèi)電場強度大小為的勻強電場中以初速度沿直線做勻變速運動。已知與水平面間的夾角為，重力加速度為，小球在初始位置的電勢能為零。

(1)求電場強度的最小值；

(2)若場強，求小球上升的最大高度和小球電勢能的最大值。

Answer 1

【答案】(1)；(2)，

【解析】

(1)以小球為研究對象進行受力分析，因小球沿直線做勻變速運動，所以合力方向與直線共線，則由力的合成可知，當電場力與運動方向垂直時，電場力最小，即

解得

(2)場強，則有

對小球進行受力分析，因為合力與重力的夾角為，則電場方向與重力方向的夾角為，電場力與重力的合力大小為，即小球的加速度大小為，即小球的最大位移為

小球上升的最大高度為

小球從初始位置運動到最高點的過程中，電場力做功為

因為小球在初始位置的電勢能為零，所以小球到達最高點時電勢能最大，即

聯(lián)立解得