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如图所示,在竖直放置的半圆形光滑绝缘细管的圆心O处放一点电荷,将质量为m、电荷量为q的小球从管的水平直径的端点A由静止释放,小球沿细管滑到最低点B时,对管壁恰好无压力.若小球所带电荷量很小,不影响O点处的点电荷的电场,则放于圆心处的电荷在AB弧中点处的电场强度大小(  )
A.E=
mg
q
B.E=
2
mg
q
C.E=
2mg
q
D.E=
3mg
q
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设细管的半径为R,小球到达B点时速度大小为v.小球从A滑到B的过程,由机械能守恒定律得:
mgR=
1
2
mv2
得到:v=
2gR

小球经过B点时,由牛顿第二定律得:
Eq-mg=m
v2
R

将v=
2gR
代入得:
E=
3mg
q

根据点电荷电场强度可知,圆心处的电荷在AB弧中点处的电场强度大小也为E=
3mg
q

故选D
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷,将质量为m,带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放,小球沿细管滑到最低点B时,对管壁恰好无压力.求:
(1)固定于圆心处的点电荷在AB弧中点处的电场强度大小;
(2)若把O处固定的点电荷拿走,加上一个竖直向下场强为E的匀强电场,带电小球仍从A点由静止释放,下滑到最低点B时,小球对环的压力多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在竖直放置的半圆形光滑绝缘细管的圆心O处放一点电荷,将质量为m、电荷量为q的小球从管的水平直径的端点A由静止释放,小球沿细管滑到最低点B时,对管壁恰好无作用力.若小球所带电荷量很小,不影响O点处的点电荷的电场,则放于圆心O处的点电荷在OB连线的中点处的电场强度大小(  )

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如图所示,在竖直放置的光滑绝缘的半圆形细管的圆心O处放一点电荷,将质量为m、带电量为q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放,小球沿细管滑到最低点B时,对管壁恰好无压力,则放于圆心处的电荷在AB弧中点处的电场强度大小为(  )

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