Question

【题目】如图所示，水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，半圆形轨道的半径R＝0.4m，只在AB轨道上方所在空间存在水平向右的匀强电场，电场线与轨道所在的平面平行，电场强度E＝1.0×104N/C，BC右边没有电场。现有一电荷量q＝＋1.0×10－4C，质量m＝0.1kg的带电体（可视为质点），在水平轨道上的P点由静止释放，P到B的距离为2m，带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C。试求：

(1)带电体所受到的电场力有多大；

(2)带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小；

(3)带电体与轨道AB之间的动摩擦因数。

Answer 1

【答案】(1)1N；(2)6N；(3)0.5

【解析】

(1)带电体所受到的电场力

(2)带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C，则有

设带电体通过B点时的速度为vB，设轨道对带电体的支持力大小为FB，带电体从B运动到C的过程中，由动能定理得

在B点，对带电体，由牛顿第二定律得

联立解得

根据牛顿第三定律知，带电体在B点时对轨道的压力大小6N

(3)带电体从P运动到B的过程中，由动能定理得

解得