如图所示,在竖直放置的光滑半圆弧形绝缘细管的圆心O处放一点电荷,将质量为m,带电荷量为q的小球从圆弧管水平直径的端点A由静止释放,当小球沿细管下滑到最低点时,对细管的上壁的
问题描述:
如图所示,在竖直放置的光滑半圆弧形绝缘细管的圆心O处放一点电荷,将质量为m,带电荷量为q的小球从圆弧管水平直径的端点A由静止释放,当小球沿细管下滑到最低点时,对细管的上壁的压力恰好与球重相同,求圆心处的电荷在圆弧管内产生的电场的场强大小为( )
A.
2mg q
B.
3mg q
C.
4mg q
D.
5mg q
答
小球从A到最低点过程,电场力不做功,由动能定理得:
mgR=
mv21 2
在最低点,由牛顿第二定律:
F-mg-FN=m
v2 R
又F=qE,FN=mg
解得:E=
,故C正确,ABD错误;4mg q
故选:C.