Question

【題目】如圖所示，半徑為R的光滑絕緣圓環(huán)固定于豎直平面內(nèi)，a為圓環(huán)的最低點，c為圓環(huán)的最高點，b點與圓心O等高，該空間存在與圓環(huán)平面平行的勻強電場。質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球P套在圓環(huán)上，沿環(huán)做圓周運動，通過a、b、c三點時的速度大小分別為、、。下列說法正確的是（　　）

A.勻強電場方向水平向右

B.勻強電場場強大小為

C.小球運動過程中對圓環(huán)的最大壓力為7.5mg

D.小球運動過程中對圓環(huán)的最小壓力為1.25mg

Answer 1

【答案】AC

【解析】

A．從最低點到最高點：

解得：

故ac連線為等勢線，從a到b，有

解得：

電場線垂直于等勢線，且沿電場線方向電勢逐漸降低，故勻強電場方向水平向右，故A正確；

B． 勻強電場場強大小

故B錯誤；

C．電場力

當電場力與重力合力與圓心在一條直線上時，對圓環(huán)的壓力達到最大和最小，根據(jù)幾何關(guān)系可知，最大速度

根據(jù)牛頓第二定律

解得最大支持力為：

根據(jù)牛頓第三定律可知，最大壓力為7．5mg；根據(jù)幾何關(guān)系可知，最小速度

根據(jù)牛頓第二定律

解得最小支持力為：

故C正確D錯誤。

故選AC。