题目内容
如图所示,在直角坐标系x0y第二象限内有竖直向下的匀强电场E
,第三象限内有水平向右的匀强电场E
,第四象限内某一位置固定电量为Q的负点电荷,只对第四象限内的电荷产生作用力,现有带正电的点电荷q自第二象限内A(-4, -4)静止释放,经y轴上B(-6,0)点进入第四象限,在负点电荷Q的作用下恰做匀速圆周运动,经x轴上C点与x轴负向成53
射入第一象限。已知E
,求:
(1) 第三象限内匀强电场E
的大小,
(2) C点的坐标,
(3)若在第一象限内加一匀强电场E
,使q恰能回到A点且速度为0,试求E
的方向和最小值。
解:
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(1) 设第二象限内加速度为a
,离开第二象限时速度为v
;第三象限内加速度为a
,离开第三象限时速度为v
。
a
t
=4(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
(2分)
(2)设圆运动半径为R,v
与y轴负向成
角。
tan
=
=
=
(2分)
(2分)
OC=
(1分)
故C点坐标为(6,0)
(3)根据电场中点电荷受力情况与运动方向无关,应在第一象限内加一匀强电场E
使点电荷原路返回。故E
方向为x轴正向成53
斜向下。(2分)
最小值对应刚好运动到y轴前速度减为0
(1分)
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(2分)
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