题目内容
如图所示,一绝缘细圆环半径为r,其环面固定在水平面上,场强为E的匀强电场与圆环平面平行,环上穿有一电荷量+q,质量为m的小球,可沿圆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.求:
(1)求小环运动到A点的速度vA是多少?
(2)当小球运动到与A点对称的B点时,小球对圆环在水平方向的作用力FB是多少?
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(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:
。
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