Question

如圖所示，兩塊平行金屬板M、N與水平面成α角放置，板長為L，充電后板間有勻強電場，一個質量為m，帶電量為q的液滴垂直與電場方向射入電場，并沿直線通過電場，求   
（1）電場強度的大小為多少？
（2）液滴離開電場時動能增量為多少．

Answer 1

分析：（1）粒子在電場中受到重力和電場力作用，重力方向豎直向下，電場力方向垂直于兩極板，兩個力不在同一條直線上，故合力不為零，物體沿直線運動，所以合力方向必定與物體的運動方向同向或者反向，很明顯在這合力應與物體的運動方向反向．電場力方向應垂直于虛線向上，此過程中電場力不做功，由平行四邊形定則求解；
（2）由動能定理可知，動能的增量等于重力做功．

解答：解：（1）由題液滴做直線運動，則電場力方向應垂直于虛線向上，液滴所受的合力方向沿虛線向下．如圖所示，則
  qE=mgcosα
解得，E=

mgcosα

q

（2）因電場力與位移方向垂直，不做功，根據動能定理得：
液滴離開電場時動能增量為△E_k=-mgLsinα
答：
（1）電場強度的大小為

mgcosα

q

．
（2）液滴離開電場時動能增量為-mgLsinα．

點評：本題是帶電體在復合場中運動的類型，分析液滴的受力情況，確定電場力的方向是解題的關鍵，要緊扣直線運動的條件進行分析．