如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧形绝缘细管的圆心处放一点电荷，将质量为m，带电荷量为q的小球从圆弧管水平直径的端点A由静止释放，小球沿细管下滑到最低点B时，对细管上壁的压力

Question

如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧形绝缘细管的圆心处放一点电荷，将质量为m，带电荷量为q的小球从圆弧管水平直径的端点A由静止释放，小球沿细管下滑到最低点B时，对细管上壁的压力大小恰好与球重相同，求：

（1）圆心处的电荷的带电性质；
（2）圆心处的电荷在圆弧管内产生的电场的场强大小；
（3）圆心处的电荷产生的电场中A、B两点间的电势差．

Answer 1

（1）小球对细管上壁有压力，故两电荷之间为引力，故圆心处的电荷的电性与带电小球的电性相反
（2）从A运动到最低点过程由动能定理：mgR=(1)/(2)mv2
   在最低点由向心力公式：Eq-mg-N=(mv2)/(R)    N=mg
     解得：E=(4mg)/(q)
（3）因从A到B电场力不做功，W_AB=0   
UAB=(WAB)/(q)=0
答：（1）圆心处的电荷的电性与带电小球的电性相反
（2）圆心处的电荷在圆弧管内产生的电场的场强大小为(4mg)/(q)；
（3）A、B两点间的电势差为0