如图所示,一带正电的粒子质量为m=6×10-14kg,电量Q=6×10-15C,该粒子以v0=1.0×102m/s的初速度从电场的下边界射入足够大的电场中,已知

如图所示,一带正电的粒子质量为m=6×10-14kg,电量Q=6×10-15C,该粒子以v0=1.0×102m/s的初速度从电场的下边界射入足够大的电场中,已知

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如图所示,一带正电的粒子质量为m=6×10-14kg,电量Q=6×10-15C,该粒子以v0=1.0×102m/s的初速度从电场的下边界射入足够大的电场中,已知:场强1.0×104N/C,初速度与电场线夹角θ=1200.求:
(1)要使粒子在电场中做直线运动,除电场力外至少还要施加多大的外力(不计重力)?
(2)在此外力作用下,粒子运动途中两点间的电势差最大值是多少?
答案
(1)因Eq>>mg,所以重力可不计,根据题意对粒子受力情况进行分析,如下图:

当电场力与F的合力与初速度反向时粒子做直线运动,当F与运动方向垂直时所需加的力F有最小值
Fmin=Eqsin60°=3


3
×10-11N
(2)当粒子速度减小到0时有最大电势差,根据动能定理:
qUmax=
1
2
mV02
Umax=5×104V
答:(1)要使粒子在电场中做直线运动,除电场力外至少还要施加的力为3


3
×10-11N;
(2)在此外力作用下,粒子运动途中两点间的电势差最大值是5×104V.
举一反三
如图所示,有两个完全相同的金属球A、B,B固定在绝缘地板上,A在离B高H的正上方,由静止释放,与B发生碰撞后回跳高度为h,设碰撞过程中无动能损失,空气阻力不计.(  )
A.若A、B带等量的同种电荷,则h>H
B.若A、B带等量的同种电荷,则h<H
C.若A、B带等量的异种电荷,则h>H
D.若A、B带等量的异种电荷,则h=H

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某区域的电场线分布如图所示,其中间一根电场线是直线,一带正电的粒子从直线上的O点由静止开始在电场力作用下运动到A点.取O点为坐标原点,沿直线向右为x轴正方向,粒子的重力忽略不计.则在运动过程中,下列关于粒子运动速度v和加速度a随时间t的变化、粒子的动能Ek和运动径迹上电势φ随位移x的变化图线可能正确的是(  )
A.B.C.D.

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如图所示,平行板电容器处在真空中,电容为C,带电荷量为Q,板间距离为d,今在两板的中点
d
2
处放一电荷q,已知静电力常数为k,则它所受电场力的大小为(  )
A.
Qq
Cd
B.
2Qq
Cd
C.k
8Qq
d2
D.k
4Qq
d2

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如图,是某种静电分选器的原理示意图.两个竖直放置的平行金属板带有等量异号电荷,形成匀强电场.分选器漏斗的出口与两板上端处于同一高度,到两板距离相等.混合在一起的a、b两种颗粒从漏斗出口下落时,a种颗粒带上正电,b种颗粒带上负电.经分选电场后,a、b两种颗粒分别落入A、B桶中.
已知两板间距d=0.1m,板的长度l=0.5m,电场仅局限在平行板之间;各颗粒所带电量大小与其质量之比均为1×10-5C/kg.设颗粒进入电场时的初速度为零,分选过程中颗粒大小及颗粒间的相互作用力不计.要求两种颗粒离开电场区域时,不接触到极板但有最大偏转量.g取10m/s2
(1)左右两板各带何种电荷?
(2)两极板间的电压多大?
(3)若两带电平行板的下端距A、B桶底的高度H=0.3m,颗粒落至桶底时的速度大小是多少?
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下列四个图中,a、b两点电势相等,电场强度矢量也相等的是(  )
A.B.C.D.
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