Question

一個帶正電的微粒，從A點射入水平方向的勻強電場中，微粒沿直線由A向B運動，如圖所示，AB與電場線夾角為θ．已知帶電微粒的質量為m，電荷量為q，A、B相距L（重力加速度為g）．
（1）試說明微粒在電場中運動的性質，要求說明理由．
（2）求電場強度的大小和方向？

Answer 1

分析：分析微粒在電場中的運動性質，受先分析微粒在電場中的受力情況，根據(jù)受力情況分析微粒做何種運動，同理根據(jù)受力情況和運動情況確定物體的受力，根據(jù)力的合成與分解確定電場力的大小和方向．

解答：解：對微粒進行建立坐標系進行受力分析：


建立AB方向的x軸和垂直AB方向的y軸，因為微粒沿虛線AB運動，故在垂直AB的y軸方向的合力應該為0，因為微粒在電場中受重力和電場力作用，重力方向豎直向下，電場力可以沿1和2的方向，因為垂直y軸的方向合力為0，故微粒受電場力只能沿2方向．
x軸方向：F_合=0-F_電cosθ-Gsinθ=ma_x           ①
y軸方向：F_合y=F_電sinθ-Gcosθ=0                ②
（1）根據(jù)受力分析知，微粒所受合力沿x軸的負方向，因為物體沿AB運動也就是x軸的正方向，故微粒做勻減速直線運動；
（2）由②可知F電=

mgcosθ

sinθ

=

mg

tanθ

又因為F_電=qE
所以E=

F電

q

=

mg

qtanθ

又因為微粒帶正電，受電場力沿圖中2方向，故電場強度的方向和正電荷受力方向相同，即電場強度水平向左．
答：（1）微粒做勻減速直線運動，原因微粒在直線上運動且合力方向與運動方向相反；
（2）電場強度E=

mg

qtanθ

方向水平向左．

點評：能正確的抓住微粒的運動特征，微粒沿AB方向做直線運動，只在垂直AB方向微粒受合外力為0，再根據(jù)對微粒的受力分析確定所受電場力的方向是水平向左還是向右．因為微粒帶正電，根據(jù)電荷受力方向確定電場強度方向．