问题 计算题

如图所示,矩形区域MNPQ内有水平向右的匀强电场,虚线框外为真空区域,半径为R,内壁光滑,内径很小的绝缘半圆管ADB固定在竖直平面内,直径AB垂直于水平虚线MN,圆心O恰好在MN的中点,半圆管的一半处于电场中,一质量为m,可视为质点的带正电,电荷量为q的小球从半圆管的A点由静止开始滑入管内,小球从B点穿过后,能够通过B点正下方的C点,重力加速度为g,小球在C点处的加速度大小为5g/3。求:

(1)匀强电场场强E;

(2)要使小球能够到达B点正下方C点,虚线框MNPQ的高度和宽度满足什么条件?

答案

解:(1)小球在C处受水平向右的电场力F和竖直方向的重力G,加速度为g

则由=m

得E= 

(2)小球从B→C水平方向做匀减速运动,竖直方向做自由落体运动  

ax,ay=g

设向左减速时间为t,t=

x=vBt=   

h=g(2t)2

宽度应满足条件L>2R

高度应满足条件H>

单项选择题
选择题