题目内容
(12分)如图所示,半径为R的光滑绝缘环,竖直放置于电场强度为E的水平匀强电场中,质量为m,带电量为+q的空心小球穿在环上。当小球由静止开始从环的顶点A下滑到与圆心等高的水平位置B时,求:
(1)小球的电势能变化多大?
(2)小球的速度是多大?
(3)小球对环的压力多大?
(1)小球的电势能变化多大?
(2)小球的速度是多大?
(3)小球对环的压力多大?
(1)电势能减少qER (2)(3)3qE+mg
试题分析:小球由A点释放,受到重力、电场力和环的弹力作用,根据电场力做功与电势能变化的关系得到电势能的变化情况,根据动能定理判断动能的变化情况从而求出小球的速度.
(1)A到B电场力做功W=qER,所以电势能减少qER (4分)
(2)设速度为v,由动能定理
得 ① (4分)
(3)设支持力为N,由牛顿第二定律 ②
由①②解得N=3qE+mg 由牛顿第三定律得小球对环压力N’=N=3qE+mg (4分)
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