如圖所示,在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細管的圓心O處固定一點電荷,將質量為m,帶電量為+q的小球從圓弧管的水平直...
來源:國語幫 3.2W
問題詳情:
如圖所示,在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細管的圓心O處固定一點電荷,將質量為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,小球沿細管滑到最低點B時,對管壁恰好無壓力,則固定於圓心處的點電荷在A B弧中點處的電場強度大小為 ( )
A.3mg/q B.mg/q
C.2mg/q D.4mg/q
【回答】
A
【分析】
帶電小球沿豎直放置的光滑半圓弧絕緣細管從A點靜止釋放,當滑到最低點時,對管壁恰好無壓力.在下滑過程中由動能定理可求出最低點的速度大小,從而由牛頓第二定律可求出電場力,從而確定電場強度大小.
【詳解】
設圓的半徑是r,由A到B,由動能定理得:mgr=mv2;在B點,對小球由牛頓第二定律得:qE−mg=;聯立以上兩式解得: ;由於是點電荷-Q形成的電場,由得到,等勢面上各處的場強大小均相等,即AB弧中點處的電場強度為,故選A.
【點睛】
小球沿細管滑到最低點B時,對管壁恰好無壓力.並不是電場力等於重力,而是電場力與重力提供向心力去做圓周運動.
知識點:電場 電場強度
題型:選擇題