如图所示.一绝缘细圆环半径为 r.其环面固定在竖直平面上.方向水平向右.场强大小为E的匀强电场与圆环平面平行.环上穿有一电荷量为+q 的小球.可沿圆环做无摩擦的圆周运动.若小球经A点时速度方向恰与电场方向垂直.且圆环与小球间沿水平方向无力的作用．小球沿顺时针方向运动.且qE=mg.求小球运动到何处时.对环的作用力最大?最大作用力为� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如图所示，一绝缘细圆环半径为 r，其环面固定在竖直平面上，方向水平向右、场强大小为E的匀强电场与圆环平面平行，环上穿有一电荷量为+q 的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动，若小球经A点时速度方向恰与电场方向垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用．小球沿顺时针方向运动，且qE=mg，求小球运动到何处时，对环的作用力最大？最大作用力为多大？

由题意可知小球到达A点时电场力提供向心力即qE=m

，①
由qE=mg．由于球只受到重力和电场力的作用，并且重力和电场力的大小相等，当两个力的合力沿半径向外时，如图所示经过D点时，动能最大，环对球的作用力最大，此时CD与竖直方向的夹角为45°，根据动能定理得：
从A→D：mgrcos45°+qE（1+sin45°）r=

②
根据牛顿第二定律得：N-

mg=m

③
联立①②③得：N=3（1+

）mg
由牛顿第三定律得知：小球对环的最大作用力N′=N=3（1+

）mg．
答：当小球运动到图是D点，CD与竖直方向的夹角为45°时，对环的作用力最大，最大作用力为3（1+

）mg．

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如图所示，一绝缘细圆环半径为r，其环面固定在竖直面上，场强为E的匀强电场与圆环平面平行，环上穿有一电荷量+q，质量为m的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动，若小球经A点时速度v_A的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用．
（1）求小环运动到A点的速度v_A是多少？
（2）当小球运动到与A点对称的B点时，小球对圆环在水平方向上的作用力F_B是多少？
（3）若E=

，小球最大动能为多少．

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科目：高中物理 来源： 题型：

如图所示，一绝缘细圆环半径为r，其环面固定在水平面上，场强为E的匀强电场与圆环平面平行，环上穿有一电量为+q、质量为m的小球，可沿圆环作无摩擦的圆周运动．若小球经A点时速度vA的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用，则速度v_A=

qEr

．当小球运动到与A点对称的B点时，小球对圆环在水平方向的作用力N_B=

6Eq

．

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科目：高中物理 来源： 题型：

如图所示，一绝缘细圆环半径为r，环面处于竖直平面内，场强为E的水平匀强电场与圆环平面平行．环上穿有一电量为+q、质量为m的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动．电场力大小等于重力，重力加速度为g，若小球能完成完整的圆周运动，则
（1）小球经水平直径左端A点时的速度大小v_A是多大？
（2）当小球运动到圆环的最低点B点时，速度又是多大？此时小球对圆环的作用力是多少？

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（2008?如皋市模拟）如图所示，一绝缘细圆环半径为 r，其环面固定在竖直平面上，方向水平向右、场强大小为E的匀强电场与圆环平面平行，环上穿有一电荷量为+q 的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动，若小球经A点时速度方向恰与电场方向垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用．小球沿顺时针方向运动，且qE=mg，求小球运动到何处时，对环的作用力最大？最大作用力为多大？

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如图所示，一绝缘细圆环半径为ｒ，环面处于竖直平面内，场强为E的水平匀强电场与圆环平面平行。环上穿有一电量为＋q、质量为ｍ的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动。电场力大小等于重力，重力加速度为ｇ，若小球能完成完整的圆周运动，则

（1）小球经水平直径左端A点时的速度大小v_A是多大？

（2）当小球运动到圆环的最低点B点时，速度又是多大？此时小球对圆环的作用力是多少？

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