Question

【題目】如圖所示，帶正電小球質(zhì)量為m＝1×10－2kg，電荷量為q＝l×10－6C，置于光滑絕緣水平面上的A點(diǎn)。當(dāng)空間存在著斜向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，該小球從靜止開始始終沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，測(cè)得其速度vB＝1.5m/s，此時(shí)小球的位移為s ＝0.15m，求此勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的取值范圍。(g＝10m/s2)

某同學(xué)求解如下：

設(shè)電場(chǎng)方向與水平面之間夾角為θ，由動(dòng)能定理

qEscosθ＝－0

解得：＝V/m。

由題意可知θ＞0，所以當(dāng)E＞7.5×104 V/m時(shí)小球?qū)⑹冀K沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

經(jīng)檢查，計(jì)算無誤。該同學(xué)所得結(jié)論是否有不完善之處?若有請(qǐng)予以補(bǔ)充。

Answer 1

【答案】該同學(xué)所得結(jié)論有不完善之處

【解析】為使小球始終沿水平面運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力在豎直方向的分力必須小于等于重力

qEsinθ≤mg

結(jié)合題解求得的場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式有：

tanθ≤

故E≤V/m＝1.25×105V/m

結(jié)合題解，勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的取值范圍為：7.5×104V/m＜E≤1.25×105V/m.