一端彎曲的光滑絕緣桿ABD固定在豎直平面上，如圖所示，AB段水平，BD段是半徑為R的半圓弧，有一電荷量為Q的正點電荷固定在圓心O點。一質量為m、電荷量為q的帶正電小環(huán)套在光滑絕緣桿上，在大小為F的水平恒力作用下從C點由靜止開始運動，到B點時撤去恒力，小環(huán)繼續(xù)運動到達D點，已知CB間距為4R/3。（提示：根據(jù)電磁學有關知識，在某一空間放一電荷量為Q的正點電荷，則距離點電荷為r的某點的電勢為，其中k為靜電力常量，設無窮遠處電勢為零）。

（1）定性說明從C運動到D過程小環(huán)的電勢能如何變化

（2）小環(huán)在C點時加速度為多大

（3）求水平恒力F的最小值。

  （1）從C運動到B過程電場力對小環(huán)做負功電勢能增大；（1分）

       從B運動到D過程電場力不做功電勢能不變       （1分）

      （2）小環(huán)在C點時加速度由牛頓第二定律得

                                 （3分）

                                       （1分）

       （3）小環(huán)剛好運動到達D點，水平恒力F的最小      

         C、D兩點的電勢差  （1分）

         從C運動到D過程中由動能定理

                                    （2分）

         解得水平恒力F的最小值                  （1分）

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?紹興二模）一端彎曲的光滑絕緣桿ABD固定在豎直平面上，如圖所示，AB段水平，BD段是半徑為R的半圓弧，有電荷量為Q（Q＞0）的點電荷固定在圓心O點．一質量為m、電荷量為q（q＞0）的帶電小環(huán)套在光滑絕緣桿上，在水平外力作用下從C點由靜此開始運動，到B點時撤去外力，小環(huán)繼續(xù)運動，發(fā)現(xiàn)剛好能到絕緣桿的最高點D．已知CB間距為4R/3．（提示：根據(jù)電磁學有關知識，在某一空間放一電荷量為Q的點電荷，則距離點電荷為r的某點的電勢為?=k
Qr
，其中k為靜電力常量，設無窮遠處電勢為零．）
（1）求小環(huán)從C運動到B過程中，水平外力做的功；
（2）若水平外力為恒力，要使小環(huán)能運動到D點，求水平外力的最小值F0；
（3）若水平外力為恒力，大小為F（F大于（2）問中的F0），求小環(huán)運動到D點時，絕緣桿對環(huán)的彈力大小和方向．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)一端彎曲的光滑絕緣桿ABD固定在豎直平面上，如圖所示，AB段水平，BD段是半徑為R的半圓弧，有一電荷量為Q的正點電荷固定在圓心O點．一質量為m、電荷量為q的帶正電小環(huán)套在光滑絕緣桿上，在大小為F的水平恒力作用下從C點由靜止開始運動，到B點時撤去恒力，小環(huán)繼續(xù)運動到達D點，已知CB間距為
4R
3
．（提示：根據(jù)電磁學有關知識，在某一空間放一電荷量為Q的正點電荷，則距離點電荷為r的某點的電勢為
φ=k
Q
r
，其中k為靜電力常量，設無窮遠處電勢為零）．
（1）定性說明從C運動到D過程小環(huán)的電勢能如何變化；
（2）小環(huán)在C點時加速度為多大；
（3）求水平恒力F的最小值．

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科目：高中物理 來源：2013-2014學年浙江省高三上期中考試物理試卷（解析版） 題型：計算題

18.（10分）一端彎曲的光滑絕緣桿ABD固定在豎直平面上，如圖所示，AB段水平，BD段是半徑為R的半圓弧，有一電荷量為Q的正點電荷固定在圓心O點。一質量為m、電荷量為q的帶正電小環(huán)套在光滑絕緣桿上，在大小為F的水平恒力作用下從C點由靜止開始運動，到B點時撤去恒力，小環(huán)繼續(xù)運動到達D點，已知CB間距為4R/3。（提示：根據(jù)電磁學有關知識，在某一空間放一電荷量為Q的正點電荷，則距離點電荷為r的某點的電勢為，其中k為靜電力常量，設無窮遠處電勢為零）。

（1）定性說明從C運動到D過程小環(huán)的電勢能如何變化

（2）小環(huán)在C點時加速度為多大

（3）求水平恒力F的最小值。

 

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科目：高中物理 來源：2011-2012學年浙江省臺州市天臺中學高三（上）第二次段考物理試卷（解析版） 題型：解答題

一端彎曲的光滑絕緣桿ABD固定在豎直平面上，如圖所示，AB段水平，BD段是半徑為R的半圓弧，有電荷量為Q（Q＞0）的點電荷固定在圓心O點．一質量為m、電荷量為q（q＞0）的帶電小環(huán)套在光滑絕緣桿上，在水平外力作用下從C點由靜此開始運動，到B點時撤去外力，小環(huán)繼續(xù)運動，發(fā)現(xiàn)剛好能到絕緣桿的最高點D．已知CB間距為4R/3．（提示：根據(jù)電磁學有關知識，在某一空間放一電荷量為Q的點電荷，則距離點電荷為r的某點的電勢為，其中k為靜電力常量，設無窮遠處電勢為零．）
（1）求小環(huán)從C運動到B過程中，水平外力做的功；
（2）若水平外力為恒力，要使小環(huán)能運動到D點，求水平外力的最小值F；
（3）若水平外力為恒力，大小為F（F大于（2）問中的F），求小環(huán)運動到D點時，絕緣桿對環(huán)的彈力大小和方向．

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