题目内容
（10分）如图的环状轨道处于竖直面内，它由半径分别为R和2R的两个半圆轨道、半径为R的两个四分之一圆轨道和两根长度分别为2R和4R的直轨道平滑连接而成。以水平线MN和PQ为界，空间分为三个区域，区域Ⅰ和区域Ⅲ内有磁感应强度为B的水平向里的匀强磁场，区域Ⅰ和Ⅱ内有竖直向上的匀强电场，电场场强大小为
。一质量为m、电荷量为+q的带电小环穿在轨道内，它与两根直轨道间的动摩擦因数为μ（0<μ<1），而轨道的圆弧形部分均光滑。将小环在较长的直轨道CD下端的C点无初速释放（不考虑电场和磁场的边界效应，重力加速度为g），求：
（1）小环在第一次通过轨道最高点A时的速度vA的大小；
（2）小环在第一次通过轨道最高点A时受到轨道的压力FN的大小；
（3）若从C点释放小环的同时，在区域Ⅱ再另加一垂直于轨道平面向里的水平匀强电场，其场强大小为
，则小环在两根直轨道上通过的总路程多大？
【答案】
（1）
（2）
（3）
或s总= 
或 s总=
【解析】
试题分析：（1）从C到A，洛伦兹力不做功，小环对轨道无压力，也就不受轨道的摩擦力．由动能定理，有：
可得：
（3分）
（2）过A点时，研究小环，由受力分析和牛顿第二定律，有：
解得 
（3分）
（3）由于0<μ<1，小环必能通过A点，以后有三种可能： （4分）
①有可能第一次过了A点后，恰好停在K点，则在直轨道上通过的总路程为：
②也有可能在水平线PQ上方的轨道上往复若干次后，最后一次从A点下来恰好停在K点，对整个运动过程，由动能定理，有： 
得：s总=
③还可能最终在D或
点速度为零（即在D与点之间振动），由动能定理，有
得：s总=
考点：本题考查带电粒子在电场磁场中运动。
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，重力加速度为g），求：
，则小环在两根直轨道上通过的总路程多大？
，重力加速度为g），求：
，则小环在两根直轨道上通过的总路程多大？
，重力加速度为g），求：
，则小环在两根直轨道上通过的总路程多大？