题目内容
【题目】如图所示,有一个半径的光滑绝缘圆周轨道固定在竖直面内,位于水平向右的匀强电场中,一个质量为m的带电小球在圆周轨道内侧运动,小球所受的电场力与重力之比为.要使小球在整个圆周轨道内侧运动不脱离轨道,小球在轨道内侧运动过程中的最小速度为( )
A. B. C. D. 10 m/s
【答案】D
【解析】当小球的速度在等效最高点最小时,轨道支持力为零,小球所受的电场力和重力之比为,根据电场力和重力大小关系确定:等效最高点在O点的左上方,与竖直方向成30°夹角.若能通过圆周上最高点时,则能做完整的圆周运动,设最高点为A,通过A点最小速度为v:小球恰好通过A点时,由电场力与重力的合力提供向心力,得:,解得:v=10m/s.故选D.
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