别减小Δ和Δ,由能量守恒及④式得
Δ=3--mgd=⑦
Δ=6--mgd=⑧
在匀强电场中,沿任一直线,电势的降落是均匀的。设直线OB上的M点与A点等电势,M点与O点的距离为x,如图,则有
⑨
解得x=d,
MA为等势线,电场强度方向必与其垂线OC方向平行。设电场强度方向与竖直向下的方向的夹角为α,由几何关系可得
α=30°⑩
即电场强度方向与竖直向下的方向的夹角为30°.
设电场强度的大小为E,有
qEdcos 30°=Δ⑪
由④⑦⑪式得E=
答案:(1) (2) 电场方向与竖直向下的方向的夹角为30°。
【方法提炼】能量守恒观点应用技巧
1. 确定粒子受力及对应的能量;
2. 确定粒子运动过程的始末状态;
3. 确定粒子参与的各种能量的变化情况;
4. 根据能量守恒总能量不变或增减相等列方程求解。
满分训练:如图所示,在等势面沿竖直方向的匀强电场中,一带负电的微粒以一定初速度射入电场,并沿直线AB运动,由此可知( )