Question

把一電荷量為＋q、質量為m的小球放在光滑水平面上，水平面上方有一方向向東的勻強電場，用手按住小球使其靜止在P點，現在突然放開手，并設法使小球突然獲得一水平向西的速度v，并且在小球開始運動的同時，對小球施加一水平向北、大小為F的恒力（圖中未畫出），當小球向西運動到最遠處的速度大小也為v，求：
（1）電場強度的大小；
（2）小球向西運動的最大距離。

Answer 1

（1）
（2）

（1）設勻強電場的場強為E，在東西方向上小球做勻減速直線運動，設其加速度大小為　　　
　　　　a₁，小球向西運動到最遠處的時間為t，則有：
qE=ma₁ ①   v＝a₁t　②
設在南北方向上，小球的加速度大小為a₂，則有：
F＝ma₂　③　 v＝a₂t　④
聯立解得：E＝　⑤
（2）在東西方向上，設小球向西運動的最大距離為x，有：
V²＝2a₁x　⑥　
聯立解得：x＝⑦
　　（①②③④⑤每式1分 ⑥⑦每式2分）