如图所示,在水平方向的匀强电场(场强为E)中,在水平光滑桌面上有一半径为R的圆,O为圆心,AOB为一直径.现将一带正电q的微粒,以相同的动能从A点沿桌面射出,因射出方向不同

◎ 题目

如图所示,在水平方向的匀强电场(场强为E)中,在水平光滑桌面上有一半径为R的圆,O为圆心,AOB为一直径.现将一带正电q的微粒,以相同的动能从A点沿桌面射出,因射出方向不同,微粒将通过圆上的不同点,其中到达C点时微粒的动能最大.已知∠BAC=37°,则电场方向与AC的夹角θ=______;若微粒从A点沿与电场垂直方向射出,微粒恰能通过C点,则射出时的初动能为______.
魔方格

◎ 答案


魔方格
(1)小球在匀强电场中,从A点运动到C点,根据动能定理qUAC=Ek
因为到达C点时的小球的动能最大,所以UAC最大,即在圆周上找不到与C电势相等的点.且由A到C电场力对小球做正功.
过C点作切线,则CD为等势线.
过A点作CD的垂线,则该线为电场线,场强方向如图示.
∵∠BAC=37°,∴∠CAB=37°
而连接CO 则∠ACO=37°
所以电场方向与AC间的夹角θ为37°
(2)小球只受电场力,做类平抛运动.
水平方向上:x=Rcos37°=v0t
竖直方向上:y=R+Rsin37°=
qEt2
2m

由以上两式得:Ek=
1
2
mv2
=0.18qER
故答案为:37°;0.18EqR.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在水平方向的匀强电场(场强为E)中,在水平光滑桌面上有一半径为R的圆,O为圆心,AOB为一直径.现将一带正电q的微粒,以相同的动能从A点沿桌面射出,因射出方向不同…”主要考查了你对  【动能定理】,【带电粒子在电场中运动的综合应用】  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。

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