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，环上穿有一电量为+q、质量为m的小球，可沿圆环作无摩擦的圆周运动．若小球经A点时速度v_A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，则速度v_A=     ．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N_B=      ．

Answer

；6qE

【解析】【解析】
由题意可知小球到达A点时电场力提供向心力即qE=

解得vA=

从A到B的运动过程中根据动能定理可得

2qEr=﹣m

在B点根据向心力公式可得NB﹣qE=m

联立以上三式得NB=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．

故答案为：；6qE．

考点：带电粒子在匀强电场中的运动；牛顿第二定律；向心力．

专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用；带电粒子在电场中的运动专题．

分析：“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vA；根据从A到B的运动过程中只有电场力做功可以求出vB，再根据向心力公式可得NB．