2021年广东省高考物理电场复习题 (12)

第 1 页 共 1 页 2021年广东省高考物理电场复习题
12．如图所示，在竖直放置的光滑绝缘细管的圆心O 处固定一正点电荷，将质量为m ，带电荷量的绝对值为q 的小球从圆弧管的水平直径端A 点由静止释放，小球沿细管滑到最低点B 时，对管壁恰好无压力。

已知细管的半径为R ，重力加速度为g ，问：
（1）小球m 带正电还是负电；
（2）小球m 滑到最低点B 时的速度多大；
（3）圆心处的正电荷在B 点处产生的电场强度多大。

【解答】解：（1）小球到达B 点时对管壁恰好无压力，则由重力和点电荷对的电场力的合力提供向心力，由于圆心O 处固定一正点电荷，则小球带负电荷；
（2）由于只有重力做功，其机械能守恒，
根据机械能守恒定律，则有：mgR =12mv 2
解得：v =√2gR
（3）在B 点，由重力和点电荷对的电场力的合力提供向心力，
依据牛顿第二定律，则有：qE ﹣mg ＝m
v 2R 解得：E =3mg q
答：（1）小球m 带负电；
（2）小球m 滑到最低点B 时的速度大小是√2gR ；
（3）圆心处的正电荷在B 点处产生的电场强度大小为
3mg q 。