题目内容
如图所示,在竖直放置的半圆形光滑绝缘细管的圆心O处放一点电荷,将质量为m、电荷量为q的小球从管的水平直径的端点A由静止释放,小球沿细管滑到最低点B时,对管壁恰好无压力.若小球所带电荷量很小,不影响O点处的点电荷的电场,则放于圆心处的电荷在AB弧中点处的电场强度大小( )

A.E=
| B.E=
| C.E=
| D.E=
|
设细管的半径为R,小球到达B点时速度大小为v.小球从A滑到B的过程,由机械能守恒定律得:
mgR=
mv2
得到:v=
小球经过B点时,由牛顿第二定律得:
Eq-mg=m
将v=
代入得:
E=
根据点电荷电场强度可知,圆心处的电荷在AB弧中点处的电场强度大小也为E=
.
故选D
mgR=
| 1 |
| 2 |
得到:v=
| 2gR |
小球经过B点时,由牛顿第二定律得:
Eq-mg=m
| v2 |
| R |
将v=
| 2gR |
E=
| 3mg |
| q |
根据点电荷电场强度可知,圆心处的电荷在AB弧中点处的电场强度大小也为E=
| 3mg |
| q |
故选D
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