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如图所示,在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷,将质量为m,带电量为+q的小球从圆弧管的水平直...

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问题详情:

如图所示,在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷,将质量为m,带电量为+q的小球从圆弧管的水平直...

如图所示,在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷,将质量为m,带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放,小球沿细管滑到最低点B时,对管壁恰好无压力,则固定于圆心处的点电荷在A B弧中点处的电场强度大小为 (      )

A.3mg/q                                                       B.mg/q

C.2mg/q                                                       D.4mg/q

【回答】

A

【分析】

带电小球沿竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管从A点静止释放,当滑到最低点时,对管壁恰好无压力.在下滑过程中由动能定理可求出最低点的速度大小,从而由牛顿第二定律可求出电场力,从而确定电场强度大小.

【详解】

设圆的半径是r,由A到B,由动能定理得:mgrmv2;在B点,对小球由牛顿第二定律得:qEmg=;联立以上两式解得: ;由于是点电荷-Q形成的电场,由得到,等势面上各处的场强大小均相等,即AB弧中点处的电场强度为,故选A.

【点睛】

小球沿细管滑到最低点B时,对管壁恰好无压力.并不是电场力等于重力,而是电场力与重力提供向心力去做圆周运动.

知识点:电场 电场强度

题型:选择题

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