如图所示,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...
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问题详情:
如图所示,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.
【回答】
【解析】
试题分析:质点所受电场力的大小为f=qE ①
设质点质量为m,经过a点和b点时的速度大小分别为va和vb,由牛顿第二定律有
②
③
设质点经过a点和b点时的动能分别为Eka和Ekb,有
④
⑤
根据动能定理有: Ekb-Eka="2rf" ⑥
联立①②③④⑤⑥式得 ⑦
⑧
⑨
考点:牛顿第二定律及动能定理的应用
【名师点睛】此题是牛顿第二定律及动能定理的应用问题;关键是知道物体做圆周运动的向心力由电场力和支持力的合力提供,根据牛顿定律和动能定理列出方程联立解答.
知识点:带电粒子在电场中的运动
题型:解答题