Question

如圖所示，一根絕緣桿沿豎直方向放置，桿上有一個帶負電的圓環，它的質量為m、電量為q，與桿間的動摩擦因數為μ．所在的空間存在著方向都是水平向右的勻強電場與勻強磁場，電場強度大小為E、磁感強度大小為B．現將圓環從靜止開始釋放，環將沿桿下落，求圓環運動過程中的最大加速度與最大速度．

Answer 1

，        

圓環在下落過程中，水平方向受電場力和磁場力，電磁力方向向左，磁場力方向向紙里，如圖所示．桿的支持力N與它們二者平衡．其中F_電是恒力，而F_磁是變力，其大小與速度有關．剛開始運動時，速度為0，F_磁=0，N最小，從而摩擦力f最小，具有最大的加速度．由牛頓第二定律，有解得．
當mg=f時，圓環不再加速，速度達到最大，此時f=μN=，
解得．