如圖所示,在豎直放置的光滑半圓弧形絕緣細管的圓心O處放一點電荷,將質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球從圓弧管水平直徑的端點A由靜止釋放,當小球沿細管下滑到最低點時,對細管的上壁的壓力恰好與球重相同,求圓心處的電荷在圓弧管內(nèi)產(chǎn)生的電場的場強大。
分析:小球沿細管下滑到最低點的過程中,電場力不做功,只有重力做功,由動能定理求出小球經(jīng)過最低點時速度.經(jīng)過最低點時,由重力、電場力和軌道的彈力的合力提供小球的向心力,由牛頓第二定律求出電場力,再求解場強大。
解答:解:小球從A到最低點過程,電場力不做功,由動能定理得:
   mgR=
1
2
mv2
在最低點,由牛頓第二定律:
  F-mg-FN=m
v
2
 
R

又F=qE,F(xiàn)N=mg        
解得E=
4mg
q

答:圓心處的電荷在圓弧管內(nèi)產(chǎn)生的電場的場強大小為E=
4mg
q
點評:本題動能定理與向心力知識的綜合應用,是常見的題型,基礎題,要注意電場力與速度方向始終垂直,對小球不做功的特點.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細管的圓心O處固定一點電荷,將質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球從圓弧管的水平直徑端點A由靜止釋放,小球沿細管滑到最低點B時,對管壁恰好無壓力.求:
(1)固定于圓心處的點電荷在AB弧中點處的電場強度大;
(2)若把O處固定的點電荷拿走,加上一個豎直向下場強為E的勻強電場,帶電小球仍從A點由靜止釋放,下滑到最低點B時,小球?qū)Νh(huán)的壓力多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在豎直放置的半圓形光滑絕緣細管的圓心O處放一點電荷,將質(zhì)量為m、電荷量為q的小球從管的水平直徑的端點A由靜止釋放,小球沿細管滑到最低點B時,對管壁恰好無作用力.若小球所帶電荷量很小,不影響O點處的點電荷的電場,則放于圓心O處的點電荷在OB連線的中點處的電場強度大。ā 。

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如圖所示,在豎直放置的半圓形容器的中心O點分別以水平速度v1,v2拋出兩個小球(可視為質(zhì)點),最終它們分別落在圓弧上的A點和B點,已知OA與OB相互垂直且OA與豎直方向成a角,求兩小球初速度之比v1,:v2

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如圖所示,在豎直放置的光滑絕緣的半圓形細管的圓心O處放一點電荷,將質(zhì)量為m、帶電量為q的小球從圓弧管的水平直徑端點A由靜止釋放,小球沿細管滑到最低點B時,對管壁恰好無壓力,則放于圓心處的電荷在AB弧中點處的電場強度大小為( 。

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(2012?東城區(qū)三模)如圖所示,在豎直放置的金屬板M上放一個放射源C,可向紙面內(nèi)各個方向射出速率均為v的α粒子,P是與金屬板M平行的足夠大的熒光屏,到M的距離為d.現(xiàn)在P與金屬板M間加上垂直紙面的勻強磁場,調(diào)整磁感應強度的大小,恰使沿M板向上射出的α粒子剛好垂直打在熒光屏上.若α粒子的質(zhì)量為m,電荷量為+2e.則( 。

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