Question

如图所示，为一个从上向下看的俯视图，在光滑绝缘的水平桌面上，固定放置一条光滑绝缘的挡板轨道ABCD，AB段为直线，BCD段是半径为R的一部分圆弧(两部分相切于B点)，挡板处于场强为E的匀强电场中，电场方向与圆的直径MN平行．现使一带电量为＋q、质量为m的小球由静止从斜挡板内侧上某点释放，为使小球沿挡板内侧运动，最后从D点抛出，试求：

(1)小球从释放到N点沿电场强度方向的最小距离s；

(2)在上述条件下小球经过N点时对挡板的压力大小．

Answer 1

答案：(1)R　(2)6qE

解析：(1)根据题意分析可知，小球过M点对挡板恰好无压力时，s最小，根据牛顿第二定律有qE＝m，

由动能定理得qE(s－2R)＝mv，

联立解得s＝R，

(2)小球过N点时，根据牛顿第二定律，有F_N－qE＝，

由动能定理得qEs＝mv，联立解得F_N＝6qE.

由牛顿第三定律可知，小球对挡板的压力大小为6qE.