Question

【題目】如圖所示，在豎直放置的光滑半圓形絕緣細管的圓心O處放一點電荷。現將質量為m、電荷量為q的小球從半圓形管的水平直徑端點A靜止釋放，小球沿細管滑到最低點B時，對管壁恰好無壓力。若小球所帶電量很小，不影響O點處的點電荷的電場，則置于圓心處的點電荷在B點處的電場強度的大小為（ ）

A. B.

C. D.

Answer 1

【答案】C

【解析】試題分析：小球沿細管滑到最低點B過程中，只有重力做功，小球的機械能守恒．小球到達B點時對管壁恰好無壓力，則由重力和點電荷對的電場力的合力提供向心力，根據機械能守恒定律求出小球到達B點時的速度，由牛頓第二定律求出場強的大小．

由于在點電荷電場中，到點電荷相等距離的圓面是一個等勢面，上面的點的電勢相同，所以在上面移動帶電物體，電場力不做功，設細管的半徑為R，小球到達B點時速度大小為．故小球從A滑到B的過程，由機械能守恒定律得，在B點重力和電場力的合力充當向心力，根據牛頓第二定律可得，聯立解得，C正確．