如图所示,真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场,在电场中,若将一个质量为m、带正电的小球

2025-06-23 22:55:31
推荐回答(1个)
回答1:

(1)根据题设条件可知,合外力和竖直方向夹角为37°,所以电场力大小为:
     Fe=mgtan37°=

3
4
mg,电场力的方向水平向右.
故电场力为
3
4
mg,方向水平向右.
(2)小球沿竖直方向做匀减速运动,有:vy=v0-gt
沿水平方向做初速度为0的匀加速运动,加速度为a:ax=
Fe
m
3
4
g

小球上升到最高点的时间t=
v0
g
,此过程小球沿电场方向位移:sx=
1
2
axt2=
3
v
8g

电场力做功 W=Fxsx=
9
32
mv02
故小球上升到最高点的过程中,电势能减少
9
32
mv02
(3)小球从到Q的运动的时间:t
2v0
g
,水平位移:x=
1
2
a
t
=
1
2
×
3
4
4
v
g2
3
v
2g

小球从到Q的过程中,由动能定理得:Fe?x=EK?
1
2
m
v

由以上各式得出:EK
13
8
m
v

答:(1)小球受到的电场力的大小是
3
4
mg
,方向水平向右;
(2)小球从抛出至最高点的过程中,电场力所做的功是
9
32
m
v

(3)小球从P点抛出后,再次落回到与P点在同一水平面的某点Q时,小球的动能是
13
8
m
v