Question

如圖所示，在豎直放置的光滑半圓形絕緣細(xì)管的圓心O處放一點(diǎn)電荷，將質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球從圓弧管的水平直徑端點(diǎn)A由靜止釋放，小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時(shí)，對(duì)管壁的壓力恰好為零，則放在圓心處的點(diǎn)電荷在AB弧中點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)情況為(    )

A.E=mg/q，方向沿半徑指向圓心                     B.E=2mg/q，方向沿半徑背離圓心

C.E=3mg/q，方向沿半徑指向圓心                   D.無法確定

Answer 1

C

解析：由于弧AB與放在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷的等勢(shì)而重合，故帶電小球從A點(diǎn)沿圓弧運(yùn)動(dòng)過程中電場(chǎng)力不做功，只有重力做功，由機(jī)械能守恒可得mgR=mv²，又因?yàn)閹щ娦∏蛟贐點(diǎn)時(shí)與接觸面恰好無壓力，故帶電小球在B點(diǎn)時(shí)重力和電場(chǎng)力提供向心力，電場(chǎng)力方向與重力方向相反，點(diǎn)電荷對(duì)帶電小球的作用力為引力，即點(diǎn)電荷帶負(fù)電，B錯(cuò)誤：由qE-mg=解得：E=3mg/q,因此C正確，A、D錯(cuò)誤。