Question

【题目】如图所示，AB为水平绝缘粗糙轨道，动摩擦因数为0.2，AB距离为3m；BC为半径r=lm的竖直光滑绝缘半圆轨道；BC的右侧存在竖直向上的匀强电场。一质量m=lkg，电量q=10-3C的带电小球，在功率P恒为4W的水平向右拉力作用下由静止开始运动，到B点时撤去拉力。已知到达B点之前已经做匀速运动，求：

（1）小球匀速运动的速度大小

（2）小球从A运动到B所用的时间

（3）为使小球能沿圆轨道从B点运动到C点，匀强电场的电场强度E的大小范围?

（4）是否存在某个电场强度E，使小球从C点抛出后能落到A点?请说明理由。

Answer 1

【答案】（1） （2）2s （3）14×104N/C≥E≥9.2×103 N/C. （4）1.4625×104N/C

【解析】（1）因为小球匀速运动

所以F牵引=f

（2）A到B过程中，由动能定理：

得t=2s

（3）若小球刚好过B点，得

E=1.4x104N/C

若小球刚好过C点, 所以

又因为:

E=9.2×103N/C

综合所述：14×104N/C≥E≥9.2×103 N/C.

（4）因为

又因为

得E=1.4625×104N/C

E的值超出了（3）中的范围，所以不能。