Question

如圖6-2-15 所示，在地球表面附近某處存在這樣的電場(chǎng)，當(dāng)質(zhì)量為m、帶電荷量為-q的小球從A點(diǎn)由靜止釋放后，小球恰能在A、B之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，AB連線長(zhǎng)為l且在豎直方向，C為AB連線上一點(diǎn).當(dāng)帶電小球經(jīng)過C時(shí)速度最大.根據(jù)你學(xué)過的物理學(xué)規(guī)律和題中所給的信息，對(duì)反映電場(chǎng)本身性質(zhì)的物理量，你能求得哪些定量結(jié)果？

圖6-2-15

Answer 1

解析：由小球從A點(diǎn)釋放后能在AB之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可以判定電場(chǎng)力方向豎直向上，電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向下                                                            ①

小球在C點(diǎn)時(shí)速度最大，說明在該點(diǎn)小球合外力為零，即

mg-qE=0，解得C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=mg/q                                   ②

從A→B過程據(jù)動(dòng)能定理得：mgl-qU_AB=0，U_AB=mgl/q                             ③

若取B點(diǎn)的電勢(shì)φ_B=0，則φ_A=mgl/q.                                           ④

答案：綜上所述能求出C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度、AB間電勢(shì)差和A點(diǎn)的電勢(shì)