如图所示,真空中一质量为m,带电量为-q的液滴以初速度为v0,仰角α射入匀强电场中以后,做直线运动,求:(1)所需电场的最小场强的大小,方向.(2)若要使液滴的加速度最小,求所加的电场场强大小和方向.

问题描述:

如图所示,真空中一质量为m,带电量为-q的液滴以初速度为v0,仰角α射入匀强电场中以后,做直线运动,求:

(1)所需电场的最小场强的大小,方向.
(2)若要使液滴的加速度最小,求所加的电场场强大小和方向.

(1)若液滴做直线运动,则重力与电场力的合力与初速度在一条直线上,由矢量三角形合成法则知,当qE垂直于合力时电场里最小,如图:

由几何知识知:qE=mgcosα
得:E=

mgcosα
q

电场力方向垂直于速度向上,则电场线方向垂直v0向右下方.
(2)若要使液滴的加速度最小,即为零,液滴所受电场力与重力的合力为零:qE=mg
得:E=
mg
q
,方向竖直向下.
答:(1)所需电场的最小场强的大小为
mgcosα
q
,方向垂直v0向右下方.
(2)若要使液滴的加速度最小,所加的电场场强大小
mg
q
,方向竖直向下.
答案解析:(1)若液滴做直线运动,则重力与电场力的合力与初速度在一条直线上;
(2)若要使液滴的加速度最小,即为零,液滴所受电场力与重力的合力为零.
考试点:带电粒子在混合场中的运动;匀强电场中电势差和电场强度的关系.

知识点:本题考查由运动情况来确定受力情况,掌握物体做直线运动的条件.