如图所示,在光滑绝缘水平面上固定着-根光滑绝缘的圆形水平渭槽,其圆心在O点.过O点的-条直径上的A、B两点固定着两个点电

1个回答

  • (1)由小球在C点处恰好与滑槽内、外壁均无挤压且无沿切线方向的加速度,可知小球在C点的合力方向一定沿CO且指向O点,所以A处电荷对小球吸引,B处电荷对小球排斥,因为A处电荷为正,所以小球带负电,B带负电,如图所示.

    小球带正电,B带负电,小球在C点受到A的排斥力,受到B的吸引力,根据平行边形定则可知,两者的合力方向不可能沿CO且指向O点,所以小球带正电,B带负电是不可能的.

    (2)因为∠ABC=∠ACB=30°,CO⊥OB,由几何关系得:BC=2ABcos30°=

    3 L

    由于无切向加速度,小球沿切线方向的合力为零,则有

    k

    Qq

    L 2 cos60°=k

    Q B q

    (

    3 L ) 2 cos30°

    解得 Q B=

    3 Q

    (3)以O为原点,OB为x轴正方向,OC为y轴正方向,槽上某点的坐标为(x,y),则该点的电势为

    φ=

    kQ

    y 2 +(

    L

    2 -x ) 2 -

    k

    3 Q

    y 2 +(

    3

    2 L-x ) 2

    而 x 2 + y 2 =

    3

    4 L 2

    代入上式解得,φ=0

    说明圆周上各点电势相等,小球在运动过程中电势能不变,根据能量守恒得知,小球的动能不变,小球做匀速圆周运动.得证.

    答:

    (1)作出小球在水平面上受力如图,小球带负电,B带负电:

    (2)B点电荷的电荷量大小为

    3 Q ;

    (3)证明见上.

相关问题