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问题: 帮看下就1问,50分

在光滑绝缘的水平桌面上固定放置一条光滑绝缘的挡板ABCD,AB段直线,BCD段半径为R的圆环,设直线挡板与圆环之间用一根很短的圆弧相连,整套装置处于场强为E的匀强电场中,电场方向于圆环直径CD平行,现使一带电量为+q,质量m的小球由静止从直线挡板内恻上某点释放,为使小球沿挡板内侧运动恰能从D点通过。
求:小球从释放到C点沿电场强度方向最小距离s
A



B
D C

解答:

如果是水平的,重力不做功,可以用机械能守恒

小球恰好D点通过
则在D点的向心力恰好等于电场力
所以
mv²/R=Eq
小球动能Ek=(1/2m)v^2=(1/2)EqR
根据机械能守恒
电场力做功W=EqS=Eq(S-2R)=Ek
==>
Eq(S-2R)=EqR/2

2S-4R=R
S=2.5R