题目
如图所示,半径为r的绝缘细圆环的环面固定在水平面上,场强为E的匀强电场与环面平行。一电量为 、质量为m的小球穿在环上,可沿环作无摩擦的圆周运动,若小球经A点时,速度 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,试计算:
(1)
速度 的大小;
(2)
小球运动到与A点对称的B点时,对环在水平方向的作用力。
答案: 解: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: qE=mvA2r 所以小球在A点的速度 vA=qErm
解: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 2qEr=12mvB2−12mvA2 , 小球在B点时,根据牛顿第二定律,在水平方向有 NB−qE=mvB2r 解以上两式,小球在B点对环的水平作用力为: NB=6qE