题目内容
(8分).如图,一绝缘细圆环半径为r,环面处于水平面内,场强为E的匀强电场与圆环平面平行.环上穿有一电量为+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(设地球表面重力加速度为g).则:

(1)小球经过A点时的速度大小vA是多大?
(2)当小球运动到与A点对称的B点时,小球的速度是多大?圆环对小球的作用力大小是多少?
(3)若Eq=mg,小球的最大动能为多少?
(1)小球经过A点时的速度大小vA是多大?
(2)当小球运动到与A点对称的B点时,小球的速度是多大?圆环对小球的作用力大小是多少?
(3)若Eq=mg,小球的最大动能为多少?
(1)
(2)
(3) 
试题分析:(1)小球在水平面内沿圆环作圆周运动,由题意,在A点电场力提供向心力,则有:
解得:
(2)球从A到B点的过程中,由动能定理得:
解得:
球在B点受到圆环作用力F的水平分力为Fx,则:
又圆环对球作用力F的竖直分力大小等于小球的重力,所以:
(3)若
动能最大,CD与竖直方向的夹角为45°,根据动能定理得:
从A→B:
解得球最大动能为
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