Question

【題目】如圖所示，半徑為R的水平絕緣圓盤可繞豎直軸OO/轉動，水平虛線AB、CD互相垂直，一電荷量為+q的可視為質點的小物塊置于距轉軸r處，空間有方向A指向B的勻強電場。當圓盤勻速轉動時，小物塊相對圓盤始終靜止。小物塊轉動到位置I（虛線AB上）時受到的摩擦力為零，轉動到位置II（虛線CD上）時受到的摩擦力為f。求：

（1）圓盤邊緣兩點間電勢差的最大值；

（2）小物塊由位置I轉動到位置II克服摩擦力做的功。

Answer 1

【答案】見解析：

【解析】

試題分析: （1）設圓盤轉動的角速度為ω，場強大小為E，小物塊質量為m，

由牛頓第二定律

在位置Ⅰ：

在位置Ⅱ：

圓盤邊緣兩點間電勢差的最大值：

聯立解得：

（2）設小物塊由Ⅰ轉動到Ⅱ克服摩擦力做的功為，由動能定理：

解得：

考點:牛頓第二定律、動能定理。