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如图所示，ABCD是放在E=1.0×103V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑竖直轨道，BCD是直径为20cm的半圆环，AB=15cm，一质量为10g，带电量1.0×10-4C的小球由静止在电场力作用下自A
网友投稿 2022-11-05 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示，ABCD是放在E=1.0×10
3
V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑竖直轨道，BCD是直径为20cm的半圆环，AB=15cm，一质量为10g，带电量1.0×10
-4
C的小球由静止在电场力作用下自A点沿轨道运动，求：
（1）它运动到C点速度多大？此时对轨道的压力多大？
（2）要使小球运动到D点，小球开始运动的位置A’至少离B点多远？
◎ 答案
（1）小球从A经B到C的过程中，电场力做功，克服重力做功，根据动能定理得：
qE(
s
AB
+R)-mgR=
1
2
m
v
c
2
代入数据，解得
v
c
=
3
m/s
．
根据牛顿第二定律：
N-qE=m
v
c
2
R
则
N=qE+m
v
c
2
R
=0.1+0.3N=0.4N
根据牛顿第三定律小球对轨边C点的压力为O.4N
答：小球运动到C点的速度为
3
m/s
．
（2）小球能通过最高点的最小速度v
D
，这时轨道对小球的压力为零，由牛顿第二定律得
mg=m
v
D
2
R
解得
v
D
=
gR
=1m/s
由动能定理得：
qE
s
A′B
-mg?2R=
1
2
m
v
D
2
解得：s
A′B
=0.25m．
答：小球开始运动的位置A’至少离B点0.25m．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，ABCD是放在E=1.0×103V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑竖直轨道，BCD是直径为20cm的半圆环，AB=15cm，一质量为10g，带电量1.0×10-4C的小球由静止在电场力作用下自A…”主要考查了你对 【牛顿第二定律】，【动能定理】，【电势能】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/363363.html
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