高中物理题4

来源：百度知道 编辑：UC知道 时间：2024/06/05 02:50:25
在竖直放置的光滑绝缘的半圆形细管的圆心O处放一点电荷,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,则放于圆心处的电荷在AB弧中点处的电场强度大小为( )
a.E=mg/q b.E=2mg/q c.E=3mg/q
答案是c 请具体说明

受力分析，小球再最底端受向下的重力，向上的电场力，还有合力向心力，三力平衡。
可列等式：重力＋向心力＝电场力
mg ＋m*(v的平方）＝qE
而 二分之一m*(v的平方）＝mgr （能量守恒）（r是半圆半径）所以的m*(v的平方）＝2mgr，所以代入mg ＋m*(v的平方）＝qE ，得.E=3mg/q

先求小球落到B点的速度，由能量守恒可求为，根号2mR，在求向心力为mg，重力也为mg，重力也是mg，所以电场力是2mg，所以电场强度是2mg/q