Question

内壁光滑的圆环状管子固定在竖直平面内，环的圆心位于坐标圆点，圆环的半径为R，x轴位于水平面内，匀强电场在竖直平面内方向竖直向下，y轴左侧场强大小，右侧场强大小为．质量为m、电荷量为q的带正电小球从A点进入管中并沿逆时针方向运动，小球的直径略小于管子的内径，小球的初速度不计，求：

（1）小球到达B点时的加速度；

（2）小球到达C点时对圆环的压力；

（3）通过进一步计算说明这种物理模型存在的问题及形成原因．

Answer 1

解析:

（1）  （2分）      （1分）

      （2分）        （1分）

          方向斜向右下方，与竖直方向夹角为（1分）

（2） （2分） （1分）

         （2分）    （1分）

    由牛顿第三定律，小球对圆环的压力为，方向向下 （１分）

（3）进一步计算发现小球第一次回到A点时动能为，这与静电力做功与路径无关矛盾，出现问题的原因是：这种方向是平行直线但大小不等的电场是不存在的（５分）