Question

（10分）如圖所示，在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細(xì)管的圓心O處固定一點電荷，將質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球從圓弧管的水平直徑端點A由靜止釋放，小球沿細(xì)管滑到最低點B時，對管壁恰好無壓力，求：

（1）則固定于圓心處的點電荷在A B弧中點處的電場強(qiáng)度大小

（2）若把O處固定的點電荷拿走，加上一個豎直向下場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，帶電小球仍從A點由靜止釋放，下滑到最低點B時，小球?qū)Νh(huán)的壓力多大?

 

 

Answer 1

【答案】

【解析】

試題分析：(1)由A到B， 由動能定理得：?? （2分）

在B點，對小球由牛頓第二定律得：??????? （2分）

聯(lián)立以上兩式解得：??? 等勢面上各處的場強(qiáng)大小均相等（1分）

(2)設(shè)小球到達(dá)B點時的速度為v，由動能定理得? ①（2分）

在B點處小球?qū)Νh(huán)的彈力為N，由牛頓第二定律得：? ②（1分）

聯(lián)立①和②式, 解得小球在B點受到環(huán)的壓力為：（1分）

由牛頓第三定律得：小球在B點對環(huán)的壓力大小為（1分）

考點：本題考查動能定理、圓周運動及牛頓第三定律等，意在考查學(xué)生的綜合能力。