Question

如图所示，半径为r的绝缘细圆环的环面固定在竖直平面上，AB为水平直径的两个端点。水平向右、场强大小为E的匀强电场与环面平行。一电量为+q、质量为m的小球穿在环上（不计摩擦）。若小球经A点时，速度v_A（大小未知）的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间无力的作用。已知此小球可沿圆环作完整的圆周运动，试计算：

（1）速度v_A的大小。

（2）小球运动到与A点对称的B点时，对环的作用力。

（3）小球运动经过圆周最低点时，对环的作用力。

 

Answer 1

【答案】

（1）在A点，小球在水平方向只受电场力作用，根据牛顿第二定律得：    

所以小球在A点的速度。

（2）在小球从A到B的过程中，根据动能定理，电场力做的正功等于小球动能的增加量，即  ，

小球在B点时，根据牛顿第二定律，在水平方向有

解以上两式，小球在B点对环的水平作用力为：。

（3）3mg+3qE

【解析】略