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精英家教网如图所示,a、b为两个固定的带正电q的点电荷,相距为L,通过其连线中点O作此线段的垂直平分面,在此平面上有一个以O为圆心,半径为
3
2
L的圆周,其上有一个质量为m,带电荷量为-q的点电荷c做匀速圆周运动,求c的速率.
分析:c做匀速圆周运动所需要的向心力由两个点电荷+q库仑力的合力提供,根据库仑定律和力的合成求出合力,再根据牛顿第二定律和向心力公式结合求解.
解答:精英家教网解:c做匀速圆周运动所需要的向心力由两个点电荷+q库仑力的合力提供,对c进行受力分析如图所示,由于c到O点距离R=
3
2
L,所以△abc是等边三角形.
a、b对c的库仑力大小 F1=F2=k
q2
L2
,合力为:F=2Fcos30°=
3
kq2
L2

由牛顿第二定律得:F=m
v2
R

3
kq2
L2
=m
v2
3
2
L

解得:v=q
3k
2mL

答:c的速率为q
3k
2mL
点评:本题有两个关键点:一是分析为库仑力,确定向心力的来源;二是运用合成法求解合力.
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