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,空间存在水平向右匀强电场,如图所示,珠子所受静电力是其重力倍。将珠子从环上最低位置A点静止释放,则珠子所能获得最大动能Ek为多少?
【回答】
【详解】
受力平衡时,小球动能最大.受力平衡时之前合力做正功动能增加,受力平衡之后合力做负功动能减少.设小球受到合力与竖直方向夹角为θ时,重力与*力的合力等于电场力,由三力平衡时的受力如图:
得:
θ=37°
从运动至动能最大此过程重力做负功,电场力做正功,支持力始终垂直于v,所以不做功,由动能定理得:
Fd-mgH=Ek
解得:
Ek=0.75mgrsin37°-mgr(1-cos37°)=mgr.
知识点:带电粒子在电场中的运动
题型:解答题