Question

【题目】如图所示，在光滑绝缘的水平面上有半圆柱形的凹槽ABC，截面半径为R=0.4m，空间有竖直向下的匀强电场，一个质量m=0.02kg，带电量的小球（视为质点）以初速度从A点水平飞入凹槽，撞在D点，D与O的连线与水平方向的夹角为，试求：

（1）小球从A点飞到D点所用时间；

（2）电场强度E的大小

（3）从A点到D点带电小球电势能的变化量；（重力加速度为）

Answer 1

【答案】（1）0.16s；（2）300V/m；（3）9.6×10-2J。

【解析】

（1）水平方向上，小球做匀速直线运动

R+Rcosθ=v0t

解得

（2）在竖直方向上，小球做匀加速直线运动

mg+qE=ma

解得

（3）由匀强电场中电势差与电场强度的关系，有

UAD=ERsinθ=96V
△E＝qUAD＝9.6×102J