Question

如圖所示，一電場中的等勢面是一簇互相平行的平面，間隔均為d，各等勢面的電勢如圖所示．現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電微粒，以速度v₀射入電場，v₀的方向與水平方向成45°斜向上，要使質(zhì)點做直線運動，則：

(1)微粒帶何種電荷？電量是多少？

(2)在入射方向的最大位移是多少？

Answer 1

答案：(1)正電　q＝　(2)

解析：要使質(zhì)點做直線運動，所受合力與v₀應(yīng)在一條直線上，而電場力與等勢面垂直，必在水平方向，則需考慮微粒的重力作用．

(1)電場線由等勢面高處指向等勢面低處，得電場線方向水平向左，且

E＝＝V/m.

為使合力與v₀在一條直線上，微粒的受力情況如圖所示，則知微粒帶正電，且

mg＝qE，q＝＝.

(2)帶電微粒在入射方向做勻減速運動，其加速度a＝g.則微粒在入射方向的最大位移

x_max＝＝.

點評：解決問題的關(guān)鍵有兩個：一是利用沿著電場線的方向電勢降低這一規(guī)律，判斷出電場的方向，求出電場強度的大小，最后得到靜電力的大小和方向，從而得到電荷的種類；二是初學者可能忽略微粒的重力，導致誤以為電場力的方向沿著運動方向．所以，在解答物體運動問題時一定要把握好受力和運動的關(guān)系，挖掘隱含條件.