题目内容
【题目】如图所示,ab是半径为R的圆的一条直径,该圆处于匀强电场中,场强大小为E,方向一定。在圆周平面内,将一带正电q的小球从a点以相同的动能抛出,抛出方向不同时,小球会经过圆周上不同的点,在这些所有的点中,到达c点时小球的动能最大。已知∠cab=30°,若不计重力和空气阻力,试求:
(1)电场方向与ac间的夹角θ为多大。
(2)若小球在a点时初速度方向与电场方向垂直,则小球恰好落在c点,那么初动能为多大。
【答案】(1)电场方向与ac夹角30°,(2)初动能为
【解析】(1)小球在c点时的动能最大,即c点的电势最低.作过c点与圆周相切的线,切线为等势线,Oc方向即为电场方向,其与直径ac夹角为:θ=∠acO=30°
(2)小球做类平抛运动.有:ad=v0t ①
在沿着电场线方向有: ②
由图几何关系可得: ③
=·sinθ=④
=·cosθ+R=3R∕2⑤
将③、④、⑤式代入①、②两式
并解得.所以
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