Question

內(nèi)壁光滑的圓環(huán)狀管子固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)的圓心位于坐標(biāo)圓點(diǎn)，圓環(huán)的半徑為R，x軸位于水平面內(nèi)，勻強(qiáng)電場(chǎng)在豎直平面內(nèi)方向豎直向下，y軸及y軸左側(cè)場(chǎng)強(qiáng)大小，右側(cè)場(chǎng)強(qiáng)大小為．質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球從A點(diǎn)進(jìn)入管中并沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，小球的直徑略小于管子的內(nèi)徑，小球的初速度不計(jì)，求：

（1）小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的加速度；

（2）小球第一次到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓環(huán)的壓力；

（3）通過(guò)進(jìn)一步計(jì)算說(shuō)明這種物理模型存在的問(wèn)題及形成原因．

Answer 1

解析：（1）  （2分）      （1分）

      （2分）        （1分）

          方向斜向右下方，與豎直方向夾角為（1分）

  （2） （2分） （1分）

         （2分）    （1分）

       由牛頓第三定律，小球?qū)�圓環(huán)的壓力為，方向向下  （3分）

（3）進(jìn)一步計(jì)算發(fā)現(xiàn)小球第一次回到A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為，這與靜電力做功與路徑無(wú)關(guān)矛盾，出現(xiàn)問(wèn)題的原因是：這種方向是平行直線但大小不等的電場(chǎng)是不存在的（3分）