Question

（12分）如圖所示，在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細管的圓心O處固定一負點電荷，將質量為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，

   

（1）則固定于圓心處的點電荷在A B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，小球對環(huán)的壓力多大？

Answer 1

解析：

（1）由A到B，由動能定理得： 

在B點，對小球由牛頓第二定律得： 

聯(lián)立以上兩式解得： E= 

由是點電荷-Q形成的電場，由E=得到，等勢面上各處的場強大小均相等，即AB弧中點處的電場強度為 E= 

（2）設小球到達B點時的速度為v，由動能定理得

          ①

在B點處小球對環(huán)的彈力為N，由牛頓第二定律得：   

           ② 

聯(lián)立①和②式，解得小球在B點受到環(huán)的壓力為：

 

由牛頓第三定律得：小球在B點對環(huán)的壓力大小為