Question

（10分）如圖所示，平行金屬極板A、B水平放置，A板帶正電，B板帶負電，兩板間的電壓為U，距離為2d，一個半徑為d的絕緣光滑半圓形軌道，豎直放置在兩極板中，軌道最高點和圓心O的連線與極板平行．在軌道最高點邊緣處有一質量為m，電量為+ q的小球，由靜止開始下滑。重力加速度為g。
求：（1）軌道最高點與最低點間的電勢差；（2）小球到達最低點時的速度大小；（3）小球經過最低點時對軌道壓力的大小。 
 

Answer 1

（1）U/2 （2） （3）

試題分析：（1）由于是勻強電場，則   
∴最高點與最低點電勢差 
（2）從最高點到最低點，由動能定理可得：
        
∴       
（3）在最低點有：        
∴                 
由牛頓第三定律可知：球對軌道壓力大小  
點評：此類題型屬于較常見的勻強電場問題，設計的問題也多為常見題型，涉及到動能定理的運用，以及在最低點圓周運動的向心力的表達