Question

【題目】如圖所示，半徑為R的水平絕緣圓盤可繞豎直軸OO/轉(zhuǎn)動(dòng)，水平虛線AB、CD互相垂直，一電荷量為+q的可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊置于距轉(zhuǎn)軸r處，空間有方向A指向B的勻強(qiáng)電場(chǎng)。當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小物塊相對(duì)圓盤始終靜止。小物塊轉(zhuǎn)動(dòng)到位置I（虛線AB上）時(shí)受到的摩擦力為零，轉(zhuǎn)動(dòng)到位置II（虛線CD上）時(shí)受到的摩擦力為f。求：

（1）圓盤邊緣兩點(diǎn)間電勢(shì)差的最大值；

（2）小物塊由位置I轉(zhuǎn)動(dòng)到位置II克服摩擦力做的功。

Answer 1

【答案】見解析：

【解析】

試題分析: （1）設(shè)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，小物塊質(zhì)量為m，

由牛頓第二定律

在位置Ⅰ：

在位置Ⅱ：

圓盤邊緣兩點(diǎn)間電勢(shì)差的最大值：

聯(lián)立解得：

（2）設(shè)小物塊由Ⅰ轉(zhuǎn)動(dòng)到Ⅱ克服摩擦力做的功為，由動(dòng)能定理：

解得：

考點(diǎn):牛頓第二定律、動(dòng)能定理。