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如图所示,在水平方向的匀强电场中,一个质量为m、电荷量为+q的小球,拴在一根长为L的轻绳的一端,在水平绝缘光滑桌面上绕O点做圆周运动,小球运动到B点时的速度方向恰与电场方...
如图所示,在水平方向的匀强电场中,一个质量为m、电荷量为+q的小球,拴在一根长为L的轻绳的一端,在水平绝缘光滑桌面上绕O点做圆周运动,小球运动到B点时的速度方向恰与电场方向垂直,小球运动到B点在同一直径上的A点时球与绳间刚好没有拉力作用,则
A小球在B点时的速度VB=根号下(4qEL/m)
B小球在B点时的速度VB=根号下(5qEL/m)
C小球在B点时绳上的拉力大小为6qE
D小球所受向心力的最大值是最小值的5倍
要详细过程,答案是BCD 展开
A小球在B点时的速度VB=根号下(4qEL/m)
B小球在B点时的速度VB=根号下(5qEL/m)
C小球在B点时绳上的拉力大小为6qE
D小球所受向心力的最大值是最小值的5倍
要详细过程,答案是BCD 展开
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由“小球运动到B点在同一直径上的A点时球与绳间刚好没有拉力作用”可知,此时电场力提供向心力:
Eq=m(VA^2)/L
当小球运动到B时,根据能量守恒:
Ek(A)+Eq*(2L)=Ek(B)
=> (1/2)m(VA^2)+Eq*(2L)=(1/2)m(VB^2)
将第一个式子带入
(1/2)EqL+2EqL=(1/2)m(VB^2)
=> VB=根号下(5qEL/m)
在B点对小球进行受力分析:
F拉-Eq=m(VB^2)/L
=> F拉=6Eq
根据能量守恒,小球的总能量=动能+电势能
因为小球在A点电势能最大,B点电势能最小(沿电场方向),所以A点动能最小,B点动能最大。
也就是A点速度最小,B点速度最大。
所以A点所受向心力最小,B点所受向心力最大。
从上面的解题过程可以看到,Fmax/Fmin=FB/FA=[m(VB^2)/L]/[m(VA^2)/L]=(F拉-Eq)/Eq=5
以上依次是B、C、D正确的解释。
Eq=m(VA^2)/L
当小球运动到B时,根据能量守恒:
Ek(A)+Eq*(2L)=Ek(B)
=> (1/2)m(VA^2)+Eq*(2L)=(1/2)m(VB^2)
将第一个式子带入
(1/2)EqL+2EqL=(1/2)m(VB^2)
=> VB=根号下(5qEL/m)
在B点对小球进行受力分析:
F拉-Eq=m(VB^2)/L
=> F拉=6Eq
根据能量守恒,小球的总能量=动能+电势能
因为小球在A点电势能最大,B点电势能最小(沿电场方向),所以A点动能最小,B点动能最大。
也就是A点速度最小,B点速度最大。
所以A点所受向心力最小,B点所受向心力最大。
从上面的解题过程可以看到,Fmax/Fmin=FB/FA=[m(VB^2)/L]/[m(VA^2)/L]=(F拉-Eq)/Eq=5
以上依次是B、C、D正确的解释。
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