Question

如图所示，ABCD为竖立放在场强为E=104N/C的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的ABC部分是半径为R=0

如图所示，ABCD为竖立放在场强为E=104N/C的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的ABC部分是半径为R=0.5m的半圆环，轨道的水平部分与半圆环相切于C点，D为水平轨道的一点，而且CD=2R，把一质量m=100g、带电量q=-10-4C的小球，放在水平轨道的D点，由静止释放后，在轨道的内侧运动．（g=10m/s2），求：（1）它到达B点时的速度是多大？（2）它到达B点时对轨道的压力是多大？

Answer 1

（1）设：小球在C点的速度大小是V_B，对轨道的压力大小为N_B，
则对于小球由D→B的过程中，应用动能定理列出：
qE×3R-mgR=

1

2

mv_B²
解得：v_B=2

5

m/s
（2）在C点的圆轨道径向，小球受到轨道对它的弹力和电场力，
应用牛顿第二定律，有：
N_B-qE=m

vB2

R

解得：N_C=5qE-2mg=5N
答：（1）它到达C点时的速度是2

5

m/s
（2）它到达C点时对轨道压力是5N．