Question

【题目】一个带电的小珠子可以在一个无摩擦的绝缘的圆环上滑动．一个近似点的电偶极子固定在圆环的中心，电偶极子的轴处于圆的平面内．初始时，珠子位于电偶极子的对称面上，如图所示．

珠子被释放后会如何运动？找出作用于珠子上的支持力．珠子在释放后的第一次停止会在哪里？如果没有环，珠子会如何运动？忽略重力效应，假定电场力远远大于重力．

Answer 1

【答案】释放后，珠子将做圆周运动；第一次停在处；无圆环，珠子仍将在原圆环处做圆周运动

【解析】

设环半径为R，电偶极矩p，珠子带电q，由此分析，在处有

，

，

时，，

任一处，由能量守恒有

所以

显然或时，．

设支持力为N，则

，所以．

故释放后，珠子将做圆周运动，且．

第一次停在处．

因为，故无圆环，珠子仍将在原圆环处做圆周运动．