题目内容
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.一电荷量为+q、质量为m的小球穿在环上,可沿环做无摩擦的圆周运动,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,试计算:(1)速度vA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.
解析:(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:qE=m
所以小球在A点的速度vA=.
(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2qEr=mvB2-mvA2,
小球在B点时,根据牛顿第二定律,在水平方向有Fb-qE=m
解以上两式,小球在B点对环的水平作用力为Fb=6qE.
答案:(1)vA= (2)FB=6Qe
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