在光滑绝缘的水平面上有半圆柱形的凹槽ABC,截面半径为R=0.4m.空间有竖直向下的匀强电场,一个质量m=0.02kg,
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解题思路:小球水平方向不受力,做匀速直线运动,竖直方向做匀加速直线运动,根据运动学知识和牛顿第二定律即可求解.

(1)水平方向上,小球做匀速直线运动

V0t=R+Rcosθ

得t=[R+Rcosθ

V0=

0.4+0.4cos53°/4]=0.16s

(2)在竖直方向上,小球做匀加速直线运动,

Rsinθ=[1/2at2

由牛顿第二定律知

mg+qE=ma

代入数据得E=

3mg

2q=

3×0.02×10

2×10−3]=300V/m

(3)由匀强电场中电势差与电场强度的关系,有

UAD=ERsinθ=300×0.4sin53°=96V

答:(1)小球从A飞到D所用的时间为0.16s;

(2)电场强度E的大小为300V/m;

(3)A、D两点间的电势差为96V.

点评:

本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 把小球的运动看做类平抛运动,应用平抛运动的知识可解决此类问题.

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