半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图所...
问题详情:
半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图所示.珠子所受静电力是其重力的倍.将珠子从环上最低位置A点静止释放,则:
(1)珠子所能获得的最大动能是多少?
(2)珠子对圆环的最大压力是多少?
【回答】
解:(1)如图,在珠子能够静止的一点进行受力分析
设OB与OA之间的夹角为θ,则:
所以:θ=37°
珠子在等效最低点B时具有最大的动能.
珠子从A到B的过程电场力和重力做功,珠子的动能增加,即:
﹣mgr(1﹣cosθ)+qEr•sinθ=EK﹣0
解得珠子所能获得的最大动能:Ek=﹣mgr(1﹣cosθ)+qErsinθ=.
(2)珠子在最低点B处受到的压力最大.
根据合力提供向心力
又因为重力和电场力的合力F=,
所以
根据牛顿第三定律,珠子对圆环的最大压力是.
答:(1)珠子所能获得的最大动能是.
(2)珠子对圆环的最大压力是.
知识点:电势能和电势
题型:计算题
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