问题 问答题

如图所示,一个半径为R的绝缘光滑半圆环,竖直放在场强为E的匀强电场中,电场方向竖直向下.

在环壁边缘处有一质量为m,带有正电荷q的小球,由静止开始下滑,求小球经过最低点时对环底的压力.

答案

小球由静止开始下滑的过程中,由动能定理得

    mgR+qER=

1
2
mv2 ①

小球经过最低点时,由重力、电场力和轨道的支持力的合力提供向心力,则有

   N-mg-qE=m

v2
R
  ②

联立①②得,轨道对小球的支持力N=3(mg+qE),则由牛顿第三定律知,小球经过最低点时对环底的压力N′=N=3(mg+qE).

答:小球经过最低点时对环底的压力为3(mg+qE).

选择题
单项选择题