如图所示,在范围很大的水平向右的匀强电场中,一个电荷量为-q的油滴,从A点以速度v竖直向上射人电场.已知油滴质量为m,重力加速度为g,当油滴到达运动轨迹的最高点时,测得它的速

问题描述:

如图所示,在范围很大的水平向右的匀强电场中,一个电荷量为-q的油滴,从A点以速度v竖直向上射人电场.已知油滴质量为m,重力加速度为g,当油滴到达运动轨迹的最高点时,测得它的速度大小恰为

v
2
,问:

(1)电场强度E为多大?
(2)A点至最高点的电势差为多少?

(1)由力的独立作用原理和动量定理,得
-mgt=0-mv--------------①
qEt=m

v
2
--------------②
解得:E=
mg
2q
--------------③
(2)设电场力方向油滴的位移为s
则s=
1
2
at2--------------④
又qE=ma--------------⑤
联立①③④⑤得
s=
v2
4g
--------------⑥
所以电场力做功为W=qES=
1
8
mv2
又W=qU,所以:U=-
mv2
8q

答:(1)所加电场的电场强度E=
mg
2q

(2)A点至最高点的电势差为-
mv2
8q