
如圖所示,,在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細管的圓心處固定一點電荷,,將質(zhì)量為
,帶電量為
的小球從圓弧管的水平直徑端點
由靜止釋放,,小球沿細管滑到最低點
時,對管壁恰好無壓力,,則固定于圓心處的點電荷在
弧中點處的電場強度大小為:( )
A.
B.
C.
D.
如圖所示,,在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細管的圓心處固定一點電荷,,將質(zhì)量為
,帶電量為
的小球從圓弧管的水平直徑端點
由靜止釋放,,小球沿細管滑到最低點
時,對管壁恰好無壓力,,則固定于圓心處的點電荷在
弧中點處的電場強度大小為:( )
A.
B.
C.
D.
答案
B
解析
根據(jù)點電荷電場規(guī)律可知弧AB正好是點電荷的一個等勢面,,電荷在上面移動,電場力不做功,,只有重力做功,,據(jù)此分析到達最低點時的速度;因為在最低點對管壁無壓力,,電場力和重力的合力充當向心力,,據(jù)此列式求解,
因為AB弧正好在O點的點電荷的一個等式面上,,所以從A到B過程中電場力不做功,,由于AB弧上的點到O的距離相等,根據(jù)可知AB弧面上所有點的電場強度大小相等,,設為
,,到達最低點過程中,根據(jù)動能定理可得
,,在最低點對管壁恰好無壓力,,則電場力和重力的合力充當向心力,故根據(jù)牛頓第二定律可得
,,聯(lián)立解得
,,B正確.
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