题目内容
【题目】一带电荷量为+Q的固定点电荷在真空中形成的电场如图所示,现有一质量为m、带电荷量为q的微粒在此点电荷附近做周期为T的匀速圆周运动,微粒的重力不能忽略,求:
(1)微粒的带电性质.
(2)微粒的轨迹所在平面及圆心O的位置.
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【答案】(1)带负电(2)该微粒应在水平面内做匀速圆周运动,且其圆心O应处在正点电荷的正下方![]()
【解析】
(1)微粒的静电力和重力的合力提供向心力,根据异种电荷相互吸引可知微粒带负电;
(2)该微粒应在水平面内做匀速圆周运动,且其圆心
应处在正点电荷的正下方,此时微粒的受力分析如图所示
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设圆心
离正点电荷的距离为
,而微粒
受到的电场力的竖直分量与重力平衡,水平分量提供做圆周运动的向心力,由向心力公式和几何关系则有:
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联立解得:
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