题目内容
如图所示,水平放置的光滑绝缘杆上B点的正上方O点固定一个带电量为Q=+6.0×10-8C的点电荷,BO相距h=0.24m,B点左侧的A点处套有一个带电量为q=-5.0×10-9C、质量为m=2.0×10-4kg带电小圆环,已知∠OAB=37°。C为杆上B点右侧的另一点,∠OCB=53°。已知由点电荷+Q产生的电场中,距离该点电荷为r处的电势为
,其中k为静电力恒量,k=9.0×109 N⋅m2/C2。(sin37°=0.6,sin53°=0.8)。试问:
(1)点电荷Q在A、B、C三点产生的电势φA、φB、φC分别多大?
(2)将带电小圆环从A点由静止释放,它到达C点时速度多大?
(3)若将圆环带电量改为qˊ=+1.0×10-8C,并给其一个指向C点的初速度,则初速度v0至少多大才能使其到达C点?
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(1)根据题给公式,有
(1分)
(1分)
(1分)
(2)设圆环到达C点时速度为vC,根据动能定理,有
(2分)
即 ![]()
得
(3分)
(3)圆环改为带正电后,沿杆向右运动时先要克服电场力做功到达B点,然后电场力做正功使其到达C点,所以对圆环初速度v0的要求是至少要能到达B点,即到达B点时速度应等于零。 (2分)
根据动能定理,有
(2分)
即 ![]()
(2分)
| A、小煤块先作匀加速直线运动,后作匀速直线运动 | B、小煤块一直作匀加速直线运动 | C、全过程中,小煤块先受到向右的滑动摩擦力,后不受摩擦力作用 | D、全过程中,小煤块先受到向右的滑动摩擦力,后受到向右的静摩擦力作用 |