题目内容
如图,匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道,轨道平面与电场方向平行.a、b为轨道直径的两端,该直径与电场方向平行.一电荷量为q(q>0)的质点沿轨道内侧运动,经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb.不计重力,求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能.
【答案】分析:根据牛顿第二定律,将电场力与支持力提供向心力列出方程,并由动能定理来联立求解.
解答:解:质点所受到电场力的大小为:f=qE,
设质点质量为m,经过a点和b点时速度大小分别为va vb,
由牛顿第二定律有,

设质点经过a点和b点时动能分别为 Eka 和 Ekb,
则有
,
根据动能定理有,Ekb-Eka=2rf
联立解得:

答:电场强度的大小:
、质点经过a点:
和b点时的动能:
.
点评:考查牛顿第二定律、动能定理、向心力公式、电场力的表达式等规律的理解与应用,注意动能定理列式过程中的功的正负.
解答:解:质点所受到电场力的大小为:f=qE,
设质点质量为m,经过a点和b点时速度大小分别为va vb,
由牛顿第二定律有,
设质点经过a点和b点时动能分别为 Eka 和 Ekb,
则有
根据动能定理有,Ekb-Eka=2rf
联立解得:
答:电场强度的大小:
点评:考查牛顿第二定律、动能定理、向心力公式、电场力的表达式等规律的理解与应用,注意动能定理列式过程中的功的正负.
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