题目内容
如图所示,在竖直放置的光滑半圆弧形绝缘细管的圆心处放一点电荷,将质量为m、带电荷量为q的小球从圆弧管水平直径的端点A由静止释放,当小球沿细管下滑到最低点时,对细管的上壁的压力恰好与球重相同,求圆心处的电荷在圆弧管内产生的电场的场强大小.
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解析:小球从A到最低点的过程中,只有重力做功,电场力不做功,
由动能定理:mgR=
mv2. …3分
在最低点,由牛顿第二定律:F-mg-FN′=
. …3分
又F=qE,FN′=FN=mg, 可解得E=4mg/q. …3分
答案:4mg/q
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