题目内容

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,场强为E、在圆周平面内,将一带止电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点的小球动能最大、已知∠CAB=30°,若不计重力和空气阻力,则电场方向与直线ac间的夹角θ=
30°
30°
分析:由题,小球在匀强电场中,从a点运动到c点,根据动能定理,分析什么条件下电场力做功最多,小球到达c点的小球动能最大.匀强电场中电场力做功公式W=qEd,d是沿电场方向两点间的距离.
解答:解:依题,从C点出来的微粒动能最大,电场力做功必最多,且电场方向必定从a一侧指向c一侧,c点电势最低.过c点作切线,圆周上其余各点电势都高于c点,即在圆周上找不到与c电势相等的点.且由a到c电场力对小球做正功.则电场方向应在Oc方向,如图.电场方向与线ac间的夹角θ=30°.
故答案为:30°.
点评:本题关键考查对电场力做功公式W=qEd的理解和应用,d是沿电场方向两点间的距离.
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