(12分)如图所示,半径为R的光滑绝缘环,竖直放置于电场强度为E的水平匀强电场中,质量为m,带电量为+q的空心小球穿在环上。当小球由静止开始从环的顶点A下滑到与圆心等高的水

◎ 题目

(12分)如图所示,半径为R的光滑绝缘环,竖直放置于电场强度为E的水平匀强电场中,质量为m,带电量为+q的空心小球穿在环上。当小球由静止开始从环的顶点A下滑到与圆心等高的水平位置B时,求:

(1)小球的电势能变化多大?
(2)小球的速度是多大?
(3)小球对环的压力多大?

◎ 答案

(1)电势能减少qER (2)(3)3qE+mg

◎ 解析


试题分析:小球由A点释放,受到重力、电场力和环的弹力作用,根据电场力做功与电势能变化的关系得到电势能的变化情况,根据动能定理判断动能的变化情况从而求出小球的速度.
(1)A到B电场力做功W=qER,所以电势能减少qER  (4分)
(2)设速度为v,由动能定理 
        ①       (4分)
(3)设支持力为N,由牛顿第二定律      ②
由①②解得N=3qE+mg 由牛顿第三定律得小球对环压力N’=N=3qE+mg    (4分)
点评:

◎ 知识点

    专家分析,试题“(12分)如图所示,半径为R的光滑绝缘环,竖直放置于电场强度为E的水平匀强电场中,质量为m,带电量为+q的空心小球穿在环上。当小球由静止开始从环的顶点A下滑到与圆心等高的水…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  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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