问题描述:
如图所示,在绝缘水平面上的O点固定一正电荷,电荷量为Q,在离O点高度为r0的A处由静止释放一个带同种电荷、电荷量为q的液珠,液珠开始运动瞬间的加速度大小恰好为重力加速度g.已知静电力常量为k,两电荷均可看成点电荷,不计空气阻力.(1)求液珠开始运动瞬间所受静电力的大小和方向.
(2)求液珠运动速度最大时离O点的距离h.
(3)已知该液珠运动的最高点为B点(未标出),则当电荷量为
3q |
2 |
最佳答案:
(1)液珠受到竖直向下的重力与竖直向上的库仑力作用,
由题意知,液珠的加速度大小为:a=g,
由牛顿第二定律得:F-mg=ma,
解得:F=2mg,方向:竖直向上;
(2)开始运动瞬间:F=k
|
当液珠所受合外力为零,即库仑力等于重力时,液珠的速度最大,
由平衡条件得:k
h2 |
解得:h=
2 |
(3)能回到B点;
液珠的电荷量
3 |
2 |
液珠q从A处到B处过程中,由动能定理得:qUAB-mgr0=0-0,
电荷量为
3 |
2 |
3 |
2 |
1 |
2 |
解得:vB=
gr0 |
答:(1)液珠开始运动瞬间所受库仑力的大小为2mg,方向竖直向上;
(2)液珠运动速度最大时离O点的距离h为
2 |
(3)当电量为q的液此时经过B点的速度为
gr0 |
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