Question

【題目】如圖所示，AB為水平絕緣粗糙軌道，動摩擦因數為0.2，AB距離為3m；BC為半徑r=lm的豎直光滑絕緣半圓軌道；BC的右側存在豎直向上的勻強電場。一質量m=lkg，電量q=10-3C的帶電小球，在功率P恒為4W的水平向右拉力作用下由靜止開始運動，到B點時撤去拉力。已知到達B點之前已經做勻速運動，求：

（1）小球勻速運動的速度大小

（2）小球從A運動到B所用的時間

（3）為使小球能沿圓軌道從B點運動到C點，勻強電場的電場強度E的大小范圍?

（4）是否存在某個電場強度E，使小球從C點拋出后能落到A點?請說明理由。

Answer 1

【答案】（1） （2）2s （3）14×104N/C≥E≥9.2×103 N/C. （4）1.4625×104N/C

【解析】（1）因為小球勻速運動

所以F牽引=f

（2）A到B過程中，由動能定理：

得t=2s

（3）若小球剛好過B點，得

E=1.4x104N/C

若小球剛好過C點, 所以

又因為:

E=9.2×103N/C

綜合所述：14×104N/C≥E≥9.2×103 N/C.

（4）因為

又因為

得E=1.4625×104N/C

E的值超出了（3）中的范圍，所以不能。