如图,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

如图,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.一电荷量为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:(1)电场强度的大小E;
(2)质点经过a点和b点时的动能.
亲002 1年前 已收到1个回答 举报

lsl640 幼苗

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解题思路:根据牛顿第二定律,将电场力与支持力提供向心力列出方程,并由动能定理来联立求解.

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:
f+Na=m

v2a
r ②
Nb−f=m

v2b
r ③
设质点经过a点和b点时的动能分别为Eka和Ekb,有:
Eka=[1/2]mva2
Ekb=[1/2]mvb2
根据动能定理有:Ekb-Eka=2rf⑥
联立①②③④⑤⑥式得:E=
1
6q(Nb−Na)
Eka=
r
12(Nb+5Na)
Ekb=
r
12(5Nb+Na)
答::(1)电场强度的大小E为[1/6q](Nb-Na);
(2)质点经过a点和b点时的动能分别为:[r/12](Nb+5Na)和[r/12](5Nb+Na).

点评:
本题考点: 动能定理的应用;牛顿第二定律;向心力.

考点点评: 考查牛顿第二定律、动能定理、向心力公式、电场力的表达式等规律的理解与应用,注意动能定理列式过程中的功的正负.

1年前

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