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(附加题)如图所示,ab是半径为R的圆的一条直径,该圆处于匀强电场中,场强大小为E,方向一定.在圆周平面内将一带正电q的小球从a点以相同的动能抛出,抛出方向不同时,小球会经

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(附加题)
如图所示,ab是半径为R的圆的一条直径,该圆处于匀强电场中,场强大小为E,方向一定.在圆周平面内将一带正电q的小球从a点以相同的动能抛出,抛出方向不同时,小球会经过圆周上不同的点.在这些点中,到达c点时小球的动能最大,已知ac和bc间的夹角θ=30°,若不计重力和空气阻力,求:
(1)电场方向与ac间的夹角α为多大?
(2)若小球在a点时初速度与电场方向垂直,则小球恰好能落在C点,则初动能为多大?
▼优质解答
答案和解析
(1)小球在c点时的动能最大,即c点的电势最低.作过c点与圆周相切的线,切线为等势线,Oc方向即为电场方向,其与直径ac夹角为:θ=∠acO=30°
(2)小球做类平抛运动.有: =v 0 t   ①
在沿着电场线方向有:   ②
由图几何关系可得: =2Rcosθ=      ③
·sinθ=
·cosθ+R=
将③、④、⑤式代入①、②两式
并解得v 0 .所以E k0 =