Question

半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m、带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，如图所示．珠子所受静电力是其重力的3/4倍．将珠子从环上最低位置A点静止释放，则：

（1）珠子所能获得的最大动能是多少？

（2）珠子对圆环的最大压力是多少？

Answer

（1）．（2） ．

【解析】（1）如图，在珠子能够静止的一点进行受力分析；设OB与OA之间的夹角为θ，则：

所以：θ=37°，珠子在等效最低点B时具有最大的动能．

珠子从A到B的过程电场力和重力做功，珠子的动能增加，即：

﹣mgr（1﹣cosθ）+qEr•sinθ=EK﹣0

解得珠子所能获得的最大动能：Ek=﹣mgr（1﹣cosθ）+qErsinθ=．

（2）珠子在最低点B处受到的压力最大．

根据合力提供向心力

又因为重力和电场力的合力F=，

所以

根据牛顿第三定律，珠子对圆环的最大压力是．