Question

ABCD是竖直放在E=10³v/m的水平匀强电场中绝缘光滑轨道，BCD是直径为20cm的半圆环，AB=15cm，一质量m=10g，带电荷量q=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Aˊ至少离B点多远？

Answer 1

【答案】

【解析】

（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：

代入数据，解得

根据牛顿第二定律：

则

根据牛顿第三定律小球对轨边C点的压力为O.4N；

（2）小球能通过最高点的最小速度vD，这时轨道对小球的压力为零，

由牛顿第二定律得

解得

由动能定理得：

解得：。

【考点】动能定理；牛顿第二定律；电势能