如图所示,在竖直放置的光滑半圆弧形绝缘细管的圆心处放一点电荷,将质量为m,带电q小球从圆弧管水平直径的端点A由静止释放.当小球沿细管下滑到最低点时,对细管的上壁的压力恰好与球重
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2025/01/31 16:58:05
如图所示,在竖直放置的光滑半圆弧形绝缘细管的圆心处放一点电荷,将质量为m,带电q小球从圆弧管水平直径的端点A由静止释放.当小球沿细管下滑到最低点时,对细管的上壁的压力恰好与球重
如图所示,在竖直放置的光滑半圆弧形绝缘细管的圆心处放一点电荷,将质量为m,带电q小球从圆弧管水平直径的端点A由静止释放.当小球沿细管下滑到最低点时,对细管的上壁的压力恰好与球重力相同,则圆心处的电荷在圆弧管内产生的电场的场强大小为多少
如图所示,在竖直放置的光滑半圆弧形绝缘细管的圆心处放一点电荷,将质量为m,带电q小球从圆弧管水平直径的端点A由静止释放.当小球沿细管下滑到最低点时,对细管的上壁的压力恰好与球重
小球从A到最低点过程,只有重力做功,电场力不做功,由动能定理:mgR=12mv2.
在最低点,由牛顿第二定律:F-mg-FN=mv2R.
又F=qE,FN=mg,
可解得E=4mg/q.
答案:4mg/q
【解析】由于点电荷固定在圆心O点,故圆弧ABC在同一条等势线上,小球从A开始运动的过程中电场力不做功,只有重力做功,机械能守恒,因此有mgR=1/2mvB^2,通过最低点时恰好对管壁无压力,只受重力mg和向上的电场力qE,合力为小球做圆周运动的向心力,即qE-mg=mvB^2/R,...
全部展开
【解析】由于点电荷固定在圆心O点,故圆弧ABC在同一条等势线上,小球从A开始运动的过程中电场力不做功,只有重力做功,机械能守恒,因此有mgR=1/2mvB^2,通过最低点时恰好对管壁无压力,只受重力mg和向上的电场力qE,合力为小球做圆周运动的向心力,即qE-mg=mvB^2/R,
收起
小球从A到最低点的过程中,只有重力做功,电场力不做功,由动能定理:mgR=12mv2.
在最低点,由牛顿第二定律:F-mg-FN′=mv2R.
又F=qE,FN′=FN=mg,
可解得E=4mg/q.