Question

【题目】如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧形绝缘细管的圆心O处放一点电荷，将质量为m、带电荷量为q的小球从圆弧管水平直径的端点A由静止释放，当小球沿细管下滑到最低点时，对细管的上壁的压力恰好与球重相同，求圆心处的电荷在圆弧管内产生的电场的场强大小．

Answer 1

【答案】解：小球从A到最低点过程，电场力不做功，由动能定理得：

mgR= mv2

在最低点，由牛顿第二定律：

F﹣mg﹣FN=

又F=qE，FN=mg

解得E=

答：圆心处的电荷在圆弧管内产生的电场的场强大小为E= ．

【解析】先利用动能定理结合等势面的特点即小球从A到最低点过程，电场力不做功，求出在最低点的速度，再结合向心力的公式，求出电场力，最后根据场强的定义式求出电场强度。