如图所示,一个质量为m、带电量为q的微粒,从a点以初速度v0竖直向上射入图示的匀强电场中.粒子通过b点时的速度为2v0,方向水平向右.求电场强度E和a、b两点间的电势差U.

问题描述:

如图所示,一个质量为m、带电量为q的微粒,从a点以初速度v0竖直向上射入图示的匀强电场中.粒子通过b点时的速度为2v0,方向水平向右.求电场强度E和a、b两点间的电势差U.
作业帮

小球水平方向只受电场力做匀加速直线运动,根据动能定理得:
qUab=

1
2
m
v
2
b
=
1
2
m(2v0)2=2
mv
2
0

得:a、b两点的电势差为:Uab=
2m
v
2
0
q

水平方向上运动的时间与竖直方向上运动的时间是相等的,设运动的时间是t,则:-mgt=0-mv0
qEt=2mv0-0
所以:qE=2mg
E=
2mg
q

答:电场强度是
2mg
q
,a、b两点间的电势差是
2m
v
2
0
q

答案解析:采用运动的分解法研究:水平方向小球只受电场力做匀加速直线运动,根据动能定理求出a、b两点的电势差.
考试点:动能定理的应用;动量定理;匀强电场中电势差和电场强度的关系.

知识点:本题考查灵活选择处理曲线运动的能力.小球在水平和竖直两个方向受到的都是恒力,运用运动的合成与分解法研究是常用的思路.