Question

【题目】在光滑绝缘的水平面上有半圆柱形的凹槽ABC，截面半径为R = 0.4 m．空间有竖直向下的匀强电场，一个质量m = 0.02 kg，带电量q = +1.0×10-3 C的小球（可视为质点）以初速度v0 = 4 m/s从A点水平飞入凹槽，恰好撞在D点，D与O的连线与水平方向夹角为θ = 53°，已知重力加速度为g = 10 m/s2，sin 53° = 0.8，cos 53° = 0.6，试求：

（1）小球从A飞到D所用的时间t；

（2）电场强度E的大小；

（3）A、D两点间的电势差UAD．

Answer 1

【答案】（1）0.16s；（2）300V/m；（3）96V

【解析】

小球水平方向不受力，做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，根据运动学知识和牛顿第二定律即可求解；由匀强电场中电势差与电场强度的关系求解A、D两点间的电势差；

解：(1)水平方向上，小球做匀速直线运动

解得：

(2)在竖直方向上，小球做匀加速直线运动，

由牛顿第二定律知：

代入数据得：

(3)由匀强电场中电势差与电场强度的关系，有：