问题 选择题

如图所示,一根长为2m的绝缘细管AB被置于匀强电场E中,其A、B两端正好处于电场的左右边界上,倾角α=37°,电场强度E=103 V/m,方向竖直向下,管内有一个带负电的小球,重G=10-3N,电荷量q=2×10-6C,从A点由静止开始运动,已知小球与管壁的动摩擦因数为0.5,则小球从B点射出时的速度是(取g=10m/s2;sin37°=0.6,cos37°=0.8)(  )

A.2m/s

B.3m/s

C.2

2
m/s

D.2

3m/s

答案

以小球为研究对象,分析受力情况,作出力图,如图.根据平衡条件得到,

管子对小球的压力N=(qE-mg)cos37°=(2×10-6×103-10-4×10)×0.8N=8×10-4N

小球运动过程中所受的摩擦力的大小f=μN=0.5×8×10-4N=4×10-4N

小球从A到B的过程中,根据动能定理得

    (F-mg)Lsin37°-fL=

1
2
mv2

代入解得,小球从B点射出时的速度v=2

2
m/s.

故选C

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