Question

如圖2所示，半徑為r的絕緣細圓環的環面固定在水平面上，場強為E的勻強電場與環面平行。一電量為+q、質量為m的小球穿在環上，可沿環作無摩擦的圓周運動，若小球經A點時，速度v_A的方向恰與電場垂直，且圓環與小球間沿水平方向無力的作用，試計算：（1）速度v_A的大小；
（2）小球運動到與A點對稱的B點時，對環在水平方向的作用力。

Answer 1

（1）（2）

解析試題分析：（1）在A點，小球在水平方向只受電場力作用，根據牛頓第二定律得：    
所以小球在A點的速度。
（2）在小球從A到B的過程中，根據動能定理，電場力做的正功等于小球動能的增加量，即 ，
小球在B點時，根據牛頓第二定律，在水平方向有
解以上兩式，小球在B點對環的水平作用力為：
考點：受力分析，牛頓第二定律，動能定理
點評：要求學生會受力分析，會應用牛頓第二定律和動能定理列方程解決問題。