题目内容
一端弯曲的光滑绝缘杆ABD固定在竖直平面上，如图所示，AB段水平，BD段是半径为R的半圆弧，有一电荷量为Q的正点电荷固定在圆心O点。一质量为m、电荷量为q的带正电小环套在光滑绝缘杆上，在大小为F的水平恒力作用下从C点由静止开始运动，到B点时撤去恒力，小环继续运动到达D点，已知CB间距为4R/3。（提示：根据电磁学有关知识，在某一空间放一电荷量为Q的正点电荷，则距离点电荷为r的某点的电势为
，其中k为静电力常量，设无穷远处电势为零）。
（1）定性说明从C运动到D过程小环的电势能如何变化
（2）小环在C点时加速度为多大
（3）求水平恒力F的最小值。
（1）对滑块从A→C： F(L+R)-mgR-μmgL=0 （2分）
得 F=500N （1分）
（2）设滑块第一次返回水平轨道的最远处P1离B点的距离为d
对滑块从C→P1： mgR-F(R+d)- μmgd=0 （1分）
解得：d=2m （1分）
（3）滑块最终到达B点的速度将减至零，从而将在圆弧上以B点为极端位置做往复运动.
对滑块在水平轨道上运动的全过程：FL-μmgS=0 （2分）
得 S=2L=12m （1分）
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，其中k为静电力常量，设无穷远处电势为零）。
，其中k为静电力常量，设无穷远处电势为零）。
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，其中k为静电力常量，设无穷远处电势为零．）