Question

如圖1-6-9所示的電場，等勢面是一簇互相平行的豎直平面，間隔均為d，各面電勢已在圖中標出.現有一質量為m的帶電小球以速度v₀，方向與水平方向成45°角斜向上射入電場，要使小球做直線運動.問：

圖1-6-9

(1)小球應帶何種電荷?電荷量是多少?

(2)在入射方向上小球的最大位移是多少?(電場足夠大)

Answer 1

思路分析：(1)做電場線如圖（a）所示，由題意，只有小球受到向左的電場力，電場力和重力的合力與初速度才可能在一條直線上，如圖（b）所示，只有當∑F與v₀在一條直線上才可能使小球做直線運動.所以小球帶正電，小球沿v₀方向做勻減速運動.由圖（b）知qE=mg.相鄰等勢面間的電勢差用U表示，∴E=，∴q=.

(2)由（b）知∑F=mg(∵qE=mg)

由動能定理-∑F·s_m=0-mv²₀，所以s_m=.

答案：(1)正電  q=  (2)s_m=