[题目]如图所示.ABCD为表示竖立放在场强为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道.其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环.轨道的水平部分与半圆环相切A为水平轨道的一点.而且AB=R=0.2m.把一质量m=0.1Kg.带电q=10-4C的小球.放在水平轨道的A点上面由静止开始被释放后.在轨道的内侧运动．(g=10m/s2)求:(1)它到达C点时的速度� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，ABCD为表示竖立放在场强为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环，轨道的水平部分与半圆环相切A为水平轨道的一点，而且AB=R=0.2m，把一质量m=0.1Kg、带电q=10-4C的小球，放在水平轨道的A点上面由静止开始被释放后，在轨道的内侧运动．（g=10m/s2）求：

（1）它到达C点时的速度是多大？

（2）它到达C点时对轨道压力是多大？

（3）小球所能获得的最大动能是多少？

【答案】（1）2m/s （2）3N （3）

【解析】试题分析：应用动能定理直接求出到达C点时速度；应用牛顿第二定律可求压力；首先找到动能最大的位置即所谓“等效最低点”的方法，即小球能够平衡的位置，然后结合动能定理即可求解。

（1）由A到C的过程中根基动能定理有：

带入数据解得：

（2）小球在C点时受重力、电场力和支持力，

且电场力和支持力提供向心力：

带入数据解得：

由牛顿第三定律可知小球对轨道的压力为3N.

（3）由题意知：mg=qE=1N，可知小球受到合力的方向垂直于B、C点的连线BC指向圆心O，所以“等效最低点”在BC的中点且为E，从A到E的过程中根基动能定理有：

带入数据解得：

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