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问题: 高考物理题,急需解题思路和分析!

光滑水平面上有一边长为l的正方形区域处在场强为E的匀强电场中,电场方向与正方形一边平行。一质量为m、带电量为q的小球由某一边的中点,以垂直于该边的水平初速v0进入该正方形区域。当小球再次运动到该正方形区域的边缘时,具有的动能可能为?

解答:

分两种情况处理:初速平行或垂直于电场。

初速平行于电场时,小球在电场力作用下做匀加速直线运动
由动能定理
qEl=Ek-mv0^2/2
所以具有的动能为Ek=qEl+mv0^2/2

初速垂直于电场时,小球做类平抛运动
小球可能从侧边出去,也有可能从对边出去(速度V0较大时)
从侧边出去时,由动能定理
qEl/2=Ek-mv0^2/2
Ek=(qEl+mv0^2)/2

从对边出去时,小球沿电场方向的位移小于l/2
所以Ek<(qEl+mv0^2)/2