Question

如图所示，平行金属极板A、B水平放置，A板带正电，B板带负电，两板间的电压为U，距离为2d，一个半径为d的绝缘光滑半圆形轨道，竖直放置在两极板中，轨道最高点、圆心O的连线与极板平行．在轨道最高点边缘处有一质量为m，电量为+ q的小球，由静止开始下滑。重力加速度为g。求：

1.轨道最高点与最低点间的电势差；

2.小球到达最低点时的速度大小；

3.小球经过最低点时对轨道压力的大小。

 

Answer 1

【答案】

 

1.

2.

3.

【解析】（1）两板间的场强       电势差为       （2分）

（2）由动能定理得            （3分）

（3）重力、电场力及轨道给小球的支持力的合力提供向心力得

  得N=                      （3分）

 由牛顿第三定律得  对轨道的压力为