Question

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，环上穿有一电荷量为+q、质量为m

Answer 1

解题思路：（1）“小球经A点时圆环与小球间沿水平方向无力的作用”是解题的突破口，即小球到达A点时电场力提供向心力，这样可以求出v_A；

（2）根据从A到B的运动过程中只有电场力做功可以求出v_B，再根据向心力公式可得F_B．

（1）由题意可知小球到达A点时电场力提供向心力即：qE=m

vA2

r，

解得vA＝

qEr

m．

（2）由A到B的过程中只有电场力做功，根据动能定理得：2qEr=

1

2mvB2−

1

2mvA2，

解得vB＝

mvA2+4qEr

m＝

5qEr

m，

在B点，F_B、qE的合力充当向心力：F_B-Eq=m

vB2

r

得：F_B=6qE

根据牛顿第三定律可得小球对圆环在水平方向的作用力大小为6qE．

答：（1）求小环运动到A点的速度v_A是

qEr

m．

（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上的作用力F_B是6qE．

点评：

本题考点： 匀强电场中电势差和电场强度的关系．

考点点评： 本题考查了动能定理、牛顿第二定律的综合，知道圆周运动向心力的来源，在本题中“小球经A点时圆环与小球间沿水平方向无力的作用”是解题的突破口．