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 半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图所...

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问题详情:

 半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图所示.珠子所受静电力是其重力的 半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图所...倍.将珠子从环上最低位置A点静止释放,则:

(1)珠子所能获得的最大动能是多少?

(2)珠子对圆环的最大压力是多少?

 半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图所... 第2张

【回答】

解:(1)如图,在珠子能够静止的一点进行受力分析

设OB与OA之间的夹角为θ,则: 半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图所... 第3张

所以:θ=37°

珠子在等效最低点B时具有最大的动能.

珠子从A到B的过程电场力和重力做功,珠子的动能增加,即:

﹣mgr(1﹣cosθ)+qEr•sinθ=EK﹣0

解得珠子所能获得的最大动能:Ek=﹣mgr(1﹣cosθ)+qErsinθ= 半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图所... 第4张

(2)珠子在最低点B处受到的压力最大.

根据合力提供向心力 半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图所... 第5张

又因为重力和电场力的合力F= 半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图所... 第6张 半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图所... 第7张

所以 半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图所... 第8张

根据牛顿第三定律,珠子对圆环的最大压力是 半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图所... 第9张

答:(1)珠子所能获得的最大动能是 半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图所... 第10张

(2)珠子对圆环的最大压力是 半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图所... 第11张

 半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图所... 第12张

知识点:电势能和电势

题型:计算

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