問題詳情:
如圖所示,在範圍很大的水平向右的勻強電場中,一個電荷量為﹣q的油滴,從A點以速度v豎直向上*人電場.已知油滴質量為m,重力加速度為g,當油滴到達運動軌跡的最高點時,測得它的速度大小恰為,問:
(1)電場強度E為多大?
(2)A點至最高點的電勢差為多少?
【回答】
考點: 勻強電場中電勢差和電場強度的關係;電勢差.
專題: 電場力與電勢的*質專題.
分析: (1)根據運動的合成與分解,及動量定理,即可求解;
(2)根據位移與時間的表達式,結合牛頓第二定律與求功的公式,即可求解.
解答: 解:(1)由力的*作用原理和動量定理,得
﹣mgt=0﹣mv﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
qEt=m﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解得:E=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
(2)設電場力方向油滴的位移為s
則s=at2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
又qE=ma﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤
聯立①③④⑤得
s=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥
所以電場力做功為W=qES=mv2
又W=qU,所以:U=﹣
答:(1)所加電場的電場強度E=;
(2)A點至最高點的電勢差為﹣.
點評: 考查運動的合成與分解,掌握動量定理、牛頓第二定律的應用,知道求功的方法,理解電場力做功與電勢能變化的關係.
知識點:電勢差與電場強度的關係
題型:計算題