(2006•威海模拟)如图所示,为一个从上向下看的俯视图,在光滑绝缘的水平桌面上,固定放置一条光滑绝缘的挡板轨道ABCD

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  • 解题思路:小球恰能从D点通过,知在M点对轨道的压力为零,靠电场力提供向心力,根据牛顿第二定律求出最小速度,从而根据动能定理求出小球从释放点到C点沿电场强度方向的最小距离;从开始到N点利用动能定律结合向心力公式可求出小球经过N点时对挡板的压力大小.

    (1)根据题意分析可知,小球过M点时对挡板恰好无压力时,s最小,根据牛顿第二定律有:qE=m

    v2M

    R

    由动能定理得:qE(s−2R)=

    1

    2m

    v2M

    联立解得:s=

    5

    2R

    答:小球从释放点到N点沿电场强度方向的最小距离:s=

    5

    2R.

    (2)小球过N点时,根据牛顿第二定律有:有:FN−qE=m

    v2N

    R

    由动能定理得:qEs=

    1

    2m

    v2N

    联立解得:FN=6qE

    由牛顿第三定律可知,小球对挡板的压力大小为6qE.

    答:(1)小球从释放点到N点沿电场强度方向的最小距离:s=

    5

    2R.

    (2)小球经过N点时对挡板的压力大小为6qE.

    点评:

    本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;动能定理.

    考点点评: 本题考查了动能定理和牛顿第二定律的综合运用,关键理清圆周运动的临界状态,求出临界速度的大小.

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