高中 | 带电粒子在匀强电场中的直线运动 题目答案及解析
稿件来源：高途
高中 | 带电粒子在匀强电场中的直线运动题目答案及解析如下，仅供参考！
选修3-1
第一章 静电场
1.9 带电粒子在电场中的运动
带电粒子在匀强电场中的直线运动
如图所示，长$l=1\;\rm m$的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角$\theta=37^\circ$。已知小球所带电荷量$q=1.0\times 10^{-6}\;\rm C$，匀强电场的场强$E=3.0\times 10^{3}\;\rm N/C$，取重力加速度$g=10\;\rm m/s^{2}$，$\sin37^\circ=0.6$，$\cos37^\circ=0.8$。求：
小球所受电场力$F$的大小；
$3.0\\times 10^{-3}\\;\\rm N$；
"]]小球所受电场力大小为$F=qE=1.0\times 10^{-6}\times 3.0\times 10^{3}\;\rm N=3.0\times 10^{-3}\;\rm N$
小球的质量$m$；
$4.0\\times 10^{-4}\\;\\rm kg$；
"]]小球受$mg$、绳的拉力$T$和电场力$F$的作用处于平衡状态，根据几何关系有
$\dfrac{F}{mg}=\tan 37{{^\circ}}$
代入数据得$m=4.0 \times 10^{-4}\;\rm kg$。
将电场反向，场强大小不变，求小球的最大速度的大小。
$3\\sqrt{2}\\;\\rm m/s$
"]]电场反向后，电场力反向，电场力和重力合力设为$G_{1}$，由几何关系可得
$G_{1}=\dfrac{mg}{\cos 37{^\circ}}=5.0 \times 10^{-3}\;\rm \text{N}$
采用等效重力法，从$A$到$B$由动能定理可得$G_{1}l\left( 1-\cos 74{^\circ} \right)=\dfrac{1}{2}mv^{2}$
代入数值可得$v=2\sqrt{3}\;\rm \text{m/s}$。
高中 | 带电粒子在匀强电场中的直线运动题目答案及解析（完整版）
