Question

【題目】半徑為r的光滑絕緣圓環固定在豎直面內，并處于水平向右的勻強電場中，環內側有一個質量為m的帶電小球，靜止時，它和圓環中心O的連線與豎直方向的夾角為37°（如圖所示）．

（1）求電場強度E的大小；

（2）若給小球一沿切線方向的瞬時初速度，小球便在圓環內運動，為使小球能在圓環上做完整的圓周運動，這個速度至少為多少？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

Answer 1

【答案】（1） （2）v0≥2.5；

【解析】（1）小球在平衡位置靜止，處于平衡狀態，由平衡條件得：qE=mgtan37°，

解得：E=；
（2）小球在等效最高點時重力與電場力的合力提供向心力，由牛頓第二定律得：
從平衡位置到等效最高點過程，由動能定理得：-mg2rcos37°-qE2rsin37°=mv2-mv02
解得：v0=2.5

為使小球能在圓環上做完整的圓周運動：v0≥2.5；