
如圖所示,,在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細(xì)管的圓心處固定一點(diǎn)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(diǎn)
由靜止釋放,,小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)
時(shí),對管壁恰好無壓力,,則固定于圓心處的點(diǎn)電荷在
弧中點(diǎn)處的電場強(qiáng)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(xì)管的圓心處固定一點(diǎn)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(diǎn)
由靜止釋放,,小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)
時(shí),對管壁恰好無壓力,,則固定于圓心處的點(diǎn)電荷在
弧中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大小為:( )
A.
B.
C.
D.
答案
B
解析
根據(jù)點(diǎn)電荷電場規(guī)律可知弧AB正好是點(diǎn)電荷的一個(gè)等勢面,,電荷在上面移動(dòng),電場力不做功,,只有重力做功,,據(jù)此分析到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度,;因?yàn)樵谧畹忘c(diǎn)對管壁無壓力,電場力和重力的合力充當(dāng)向心力,,據(jù)此列式求解,,
因?yàn)?/span>AB弧正好在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷的一個(gè)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(diǎn)到O的距離相等,,根據(jù)可知AB弧面上所有點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,設(shè)為
,,到達(dá)最低點(diǎn)過程中,,根據(jù)動(dòng)能定理可得
,在最低點(diǎn)對管壁恰好無壓力,,則電場力和重力的合力充當(dāng)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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