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,则小球经过最低点时对环底的压力为______.
问题描述:
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,则小球经过最低点时对环底的压力为______.
答
根据动能定理得,mgR+qER=
mv21 2
在最低点有:N-mg-qE=m
,v2 R
联立两式解得N=3(mg+qE).
所以小球经过最低点时对环底的压力为3(mg+qE).
故答案为:3(mg+qE).
答案解析:根据动能定理求出小球到达最低点的速度,通过径向的合力提供向心力,求出小球在最低点所受的支持力,从而得出小球对环底的压力.
考试点:匀强电场中电势差和电场强度的关系.
知识点:本题考查了动能定理和牛顿第二定律的综合运用,知道圆周运动向心力的来源是解决本题的关键.