(10分)一端弯曲的光滑绝缘杆ABD固定在竖直平面上,如图所示,AB段水平,BD段是半径为R的半圆弧,有一电荷量为Q的正

(10分)一端弯曲的光滑绝缘杆ABD固定在竖直平面上,如图所示,AB段水平,BD段是半径为R的半圆弧,有一电荷量为Q的正点电荷固定在圆心O点。一质量为m、电荷量为q的带正电小环套在光滑绝缘杆上,在大小为F的水平恒力作用下从C点由静止开始运动,到B点时撤去恒力,小环继续运动到达D点,已知CB间距为4R/3。(提示:根据电磁学有关知识,在某一空间放一电荷量为Q的正点电荷,则距离点电荷为r的某点的电势为 ,其中k为静电力常量,设无穷远处电势为零)。

(1)定性说明从C运动到D过程小环的电势能如何变化
(2)小环在C点时加速度为多大
(3)求水平恒力F的最小值。
aa天空的藕 1年前 已收到1个回答 举报

alexander_lee 幼苗

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解题思路:

(1)从C运动到B过程电场力对小环做负功,电势能增大;(1)

B运动到D过程电场力不做功,电势能不变。(1)

(2)对小环受力分析如图,由牛顿第二定律,小环在C点时加速度a满足

(3)

(1)

(3)小环刚好运动到达D点,水平恒力F的最小

C. D两点的电势差(1)

C运动到D过程中由动能定理

(2)

解得水平恒力F的最小值(1)

(1)从C运动到B过程电势能增大;从B运动到D过程电势能不变。

(2)

(3)



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1年前

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